讀懂區塊鏈“橋”：如何打破加密世界的信任邊界_以太坊

加密生態系統在過去十年中迅速發展。自從 2008 年比特幣白皮書發布以來，加密領域出現了巨大的創新，并被廣泛采用，幾乎成為主流。雖然加密領域的每一年都是獨一無二的，但 2021 年改變了這個生態系統，讓人們對加密領域似乎無限的未來為之興奮。

2021 年是 L1 (第一層) 區塊鏈之年，這使得許多人預測加密領域的未來將是多鏈的，這與許多人在這些 L1 區塊鏈興起之前所持的「贏家通吃」的立場不同。然而，隨著不同區塊鏈生態系統數量和規模的急劇增加，現在需要關鍵的基礎設施來連接它們。這就是區塊鏈「橋」的用武之地。

上圖：在 TVL (總鎖倉價值) 方面，以太坊區塊鏈依然占主導地位，但其他區塊鏈網絡的 TVL 正在增長。數據來源：DeFi Llama

在本文中，我們將討論：

什么是區塊鏈「橋」？

為什么我們有不同類型的「橋」？

我們如何對這些「橋」進行分類？

讓我們一探究竟吧！

區塊鏈「橋」的工作原理與現實世界中的真實橋梁類似。然而，加密領域中的「橋」不是連接物理位置，而是連接兩個不同的區塊鏈網絡。這種連接非常重要，因為如果沒有區塊鏈「橋」，區塊鏈就會處于孤立的環境中，無法相互通信。這是因為每個區塊鏈網絡都有自己的一套規則、治理機制、原生資產和數據，與其他區塊鏈不兼容。然而，有了兩個區塊鏈之間的「橋」，就可以在區塊鏈網絡之間轉移加密資產和任意數據。因此，「橋」是加密生態系統中互操作性的關鍵，對于使不同的區塊鏈網絡相互兼容是非常必要的。

讓我們來舉個例子：

Alice 在以太坊主網上有 ETH，但想在 Avalanche 鏈上使用這些 ETH。這兩個區塊鏈有自己的協議、規則、社區和共識機制，因此它們之間不可能進行互操作性。在這種情況下，中間需要一些東西，并提供一種方式，將信息從以太坊主網帶到 Avalanche 鏈。為此，Alice 很可能會通過一座區塊鏈「橋」來轉移資產，以安全地將 ETH 從以太坊主網轉移到 Avalanche 鏈上。通過這座「橋」，Alice 可以將以太坊上的 ETH 轉換為 Avalanche 鏈上的 wETH。如下圖所示：

香港首創推出區塊鏈驅動的名貴腕表保險服務“TimeCare”:金色財經報道，港股上市公司東方表行集團旗下全資子公司東方表行有限公司（東方表行）、YAS (億有限公司)、及昆士蘭保險（QBE）聯合宣布推出香港首個區塊鏈驅動的名貴腕表保險服務“TimeCare”，該保險跳出傳統保險框架，將保險涵蓋無縫整合至腕表購買過程當中，并且憑借區塊鏈技術提高理賠安全性、透明度和效率。（prnewswire）[2023/7/15 10:57:12]

上圖：將 ETH 從以太坊主網橋接至 Avalanche 鏈 (將 ETH 轉換成 wETH) 的過程

區塊鏈「橋」可以實現不同區塊鏈之間的通信。而且，就像復雜的數學問題一樣，當你看到加密生態系統中不同的橋接解決方案時，你會發現不僅只有一種方法可以實現區塊鏈之間的通信。不同的區塊鏈「橋」有著不同的設計，有自身獨特的優點和缺點，因此，當涉及到在兩個區塊鏈網絡之間使用哪個「橋」進行通信時，有很多選擇。讓我們更深入地探討一下這種通信是如何運作的。

「橋」的工作原理是在兩個區塊鏈之間建立通信通道。在一個理想的世界里，區塊鏈會相互通信；但在現實中，這是不可能的，因為一個區塊鏈不會存儲另一個區塊鏈的狀態。

讓我們舉個例子：

以太坊上的一個 dApp (去中心化應用) 想要與 Solana 鏈上的一個 dApp 通信。由于以太坊和 Solana 之間的信任邊界 (trust?boundaries)，它們不能簡單地相互通信。這些信任邊界包括但不限于：

- 以太坊和 Solana 彼此不了解對方。

- 這兩條鏈都是只能知道自己的鏈上發生了什么，而不知道鏈外發生了什么。

對于這兩個區塊鏈來說，接收來自對方的消息就好像與他們一無所知的外部世界進行互動。因此，無法建立信任來驗證這些消息。

以太坊開發人員正在計劃下一個硬分叉“Dencun”:金色財經報道，在周四的以太坊開發電話會議上，開發人員討論了下一個硬分叉“Dencun”，該名稱源自以太坊區塊鏈的兩個主要層上同時發生的兩個升級的組合詞，所有協議規則所在的執行層將進行“Cancun”升級，而在確保塊得到驗證的共識層被稱為“Deneb”。Dencun的核心是EIP4844，也被稱為“proto-danksharding”，該提案旨在通過增加數據“blob”的空間來擴展區塊鏈，預計這些變化還將降低第2層rollups的費用。預計Dencun還將包括一些其他技術升級，包括EIP6780、6475和1153。開發人員在本次會議上沒有討論Dencun升級的時間，盡管他們過去曾表示，目標是在2023年下半年推出。Dencun的全貌預計將在接下來的幾周內確定。[2023/5/12 14:58:14]

理想的區塊鏈世界 (上) vs. 現實的區塊鏈世界 (下)

此外，區塊鏈只能向一個方向發送消息。也就是說，在一個通道中只能單向通信：一個區塊鏈可以在一個通道上向另一個區塊鏈發送消息，但另一個區塊鏈無法依靠同一個通道回復該消息并確認已收到消息。

為了在區塊鏈之間建立信任并使雙向溝通成為可能，我們需要一些中間的東西，一些可以在這些區塊鏈之間架起橋梁的東西。這就是區塊鏈「橋」的作用，它不僅可以在不同的區塊鏈之間傳輸消息、數據和資源，還可以進行跨鏈資產轉移。這改變了一些事情，使得區塊鏈不再局限于單向通信，因為「橋」使區塊鏈能夠與其他區塊鏈來回通信。

區塊鏈「橋」使用不同的機制或參與者，這些參與者在區塊鏈之間扮演驗證者的角色，以實現通信和克服信任邊界。如果沒有這些鏈下參與者 (off-chain actors)，區塊鏈之間的通信將不可能實現。

然而，隨著這些鏈下參與者作為兩個區塊鏈的「中間人」，信任邊界可以被克服，通信成為可能。

FTX交易所去年向其新任CEO支付69萬美元的薪酬費用:金色財經報道，根據破產法庭周一的聽證會，FTX新首席執行官JohnJ. RayIII在其上任的頭幾周向這家破產交易所收取了690,000美元的費用，Ray是一名律師，此前曾因領導安然(Enron)重組工作而聞名，他于2022年11月11日加入FTX，一直在指導該交易所的破產工作，到12月底，他的薪資已達到690,000美元。Ray對特拉華州破產法院的法官JohnDorsey表示，他每小時收費1300美元，工資細分表顯示，Ray在上任的前幾個月每周工作時長達75小時。[2023/2/7 11:51:02]

驗證者的角色是「橋」工作方式的主要區別所在。從本質上講，一些「橋」使用可信系統 (trusted system)，而另一些橋使用無須信任的驗證者系統 (trustless system)。此外，由于加密生態系統中的「互操作性三難困境」，我們看到了不同類型的區塊鏈「橋」設計。互操作性三難困境指出「互操作性協議或「橋」只能具有以下三個屬性中的兩個：

無須信任性 (Trustlessness)：具有與底層區塊鏈相同的安全性；

可延展性 (Extensibility)：在任何區塊鏈上都能被支持；

普遍性 (Generalizability)：能夠處理任意的跨鏈數據。

不同的區塊鏈「橋」方案側重于上面列出的三個因素中的不同因素，并且有各自的優點和權衡。因此，不同的「橋」設計有著獨特的價值主張。下圖根據區塊鏈「橋」的無須信任性、可拓展性和普遍性來對不同的「橋」進行了分類：

此外，區塊鏈橋方案 Connext 的創始人 Arjun Bhuptani 還根據區塊鏈「橋」的不同驗證方式來將「橋」劃分為原生驗證系統 (即區塊鏈自身的驗證者負責驗證跨鏈數據)、外部驗證系統 (即使用一組外部的驗證者來中繼跨鏈數據) 和本地驗證系統 (即只有參與到特定跨鏈交互的參與方才會驗證該交互)。

以上幾點解釋了為什么我們有不同的區塊鏈「橋」設計。但是，一般來說，我們之所以會看到不同類型的「橋」，是因為它們連接的對象和主要用例不同。對此，我們將在下文進一步解釋。

比特幣挖礦難度已上調3.44%至36.84T，續創歷史新高:10月24日消息，BTC.com數據顯示，比特幣挖礦難度于今日07:51（區塊高度760032）迎來挖礦難度調整，挖礦難度上調3.44%至36.84T，續創歷史新高。目前比特幣未確認交易量為1027筆。全網算力為261.89 EH/s，24小時交易速度2.53交易/s。[2022/10/24 16:36:36]

雖然所有區塊鏈「橋」的目的都是一樣的 (即實現不同區塊鏈之間的通信)，但它們的實現方式是不同的。根據它們的工作方式，區塊鏈「橋」可以大致分為：

需信任的「橋」(Trusted Bridges)：這類區塊鏈「橋」使用一個中心機構來進行運作。這種區塊鏈橋之所以被稱為「需信任的「橋」」，是因為用戶需要信任某個第三方 (也即這個中心機構) 來使用這座「橋」并保管他們的資金。這類橋梁的例子包括多鏈「橋」和特定于區塊鏈的「橋」，比如 Binance <> Ethereum Bridge。

無須信任的「橋」(Trustless Bridges)：這類區塊鏈「橋」通過使用智能合約和算法，消除了可信第三方的角色。它們之所以被稱為「無須信任的「橋」」，是因為它們不要求用戶信任某個中心機構來使用「橋」。因此，用戶的資金安全總是由用戶保管。這類橋梁的例子包括?Connext、cBridge 和 Hop 等。

假設你在機場的安全檢查點。有兩種類型的安全檢查點：

人工檢查點：這里由機場官方人員控制和操作，用戶必須信任他們，讓他們保管自己的個人信息和物品。

自助檢查點：這里由機器負責操作，用戶始終控制著自己的個人信息和物品。

人工檢查點就相當于「需信任的「橋」」。這種檢查點依靠一個可信賴的第三方，也就是官方人員來運作。用戶必須放棄對自己資產的控制。

上圖：人工檢查點相當于「需信任的「橋」」

自助檢查點就相當于「無須信任的「橋」」。這種檢查點使用技術消除了官方人員的角色，讓用戶能夠繼續控制自己的資產。

Nick Tomaino：Facebook在元宇宙上花費了超過5000倍的資金:金色財經報道，1confirmation創始人Nick Tomaino發推稱，到目前為止，Webaverse已經花費了大約2億美元來推動開放元宇宙的發展。在過去的一年里，Facebook在元宇宙上花費了超過5000倍的資金，但卻沒有為開放宇宙做任何事情。[2022/8/19 12:36:01]

上圖：自助檢查點就相當于「無須信任的「橋」」

除了它們的工作方式外，還可以根據區塊鏈「橋」連接的對象將它們劃分為以下幾類：

L1 <> L1 橋：這類「橋」將兩個不同的 L1?區塊鏈網絡連接起來。比如 Avalanche Bridge 連接著以太坊網絡和 Avalanche 鏈。

?L1/L2 <> L2 橋：這類「橋」將 L1 區塊鏈與 L2 網絡連接起來，或者將兩個不同的 L2 網絡連接起來。比如，Across 一個是將以太坊 L1 與諸如 Arbitrum 和 Optimism 等 L2 網絡連接起來的橋梁；Hop Protocol 一個是連接不同的 L2 網絡的橋梁，也可以是將以太坊 L1 與 L2 網絡連接起來的橋梁。

基于 Dragonfly Capital 管理合伙人 Haseeb Qureshi 將區塊鏈描述為城市的心理模型，我們可以說，區塊鏈「橋」就像連接不同城市的道路。根據這些橋梁連接的對象，道路可分為以下幾類：

國家高速公路：這些是連接所有主要城市的道路。

州內高速公路：這些是連接某個城市中重要部分的道路。

國家高速公路就相當于「L1 <> L1 橋」。如果把以太坊比作紐約市，Avalanche 鏈比作是芝加哥市，那么 Avalanche Bridge 就是連接著它們的國家高速公路。

上圖：國家高速公路就相當于 L1 <> L1 橋

州內高速公路就相當于「L1/L2 <> L2 橋」。如果 L2 網絡和 Rollups (比如 Arbitrum 和 Optimism) 是以太坊 (紐約市) 的兩座摩天大樓，那么 Hop Protocol 就是連接它們的州內高速公路。

上圖：州內高速公路就相當于 L1/L2 <> L2 橋。

我們還可以根據區塊鏈「橋」在轉移跨鏈資產時使用的機制來對它們進行分類。一般來說，根據區塊鏈「橋」轉移資產的方式，可以將它們分為以下幾類：

- 鎖定 & 鑄造：這類區塊鏈「橋」會鎖定源鏈上的資產，并鑄造目標鏈上的資產。比如 Polygon 的 PoS Bridge、Avalanche Bridge (AB)、Wrapped BTC (wBTC) 和 wMonero 等。

- 銷毀 & 鑄造：這類區塊鏈「橋」會銷毀源鏈上的資產，并鑄造目標鏈上的資產。比如 Hop Protocol 和 Across Protocol。

- 原子互換 (Atomic Swaps)：這類區塊鏈「橋」會將源鏈上的資產兌換為目標鏈上的資產。一般來說，這類「橋」是無須信任的，因為它們依賴于自我執行的智能合約來進行資產兌換，從而消除了在「鎖定&鑄造」和「銷毀&鑄造」機制中需要可信第三方的需求。比如 cBridge 和 Connext。

假設你開車從 A 市到 B 市，這兩座城市通過一座橋連接。當你抵達這座橋，準備離開 A 市前往 B 市時，你有 3 種選擇來跨過這座橋：

1、把你的車放在位于 A 市的一個倉庫里，作為交換，你會在 B 市得到一輛一模一樣的車。當你返回 A 市時，你只需要把你當初抵達 B 市時獲得的這輛車歸還，然后把你原來在 A 市的那輛車拿回去。這與區塊鏈「橋」使用的「鎖定 & 鑄造」機制相類似。如下圖所示：

上圖：使用「鎖定 & 鑄造」機制的「橋」

2、為了離開 A 市，你必須銷毀你的車，然后作為回報，你將在 B 市獲得一輛一模一樣的車。當你返回 A 市時，同樣的過程將再次發生：你必須在 B 市摧毀你的汽車，然后你將在 A 市獲得一輛相同的汽車。這與區塊鏈「橋」使用的「銷毀 & 鑄造」機制相類似。如下圖所示：

上圖：使用「銷毀 & 鑄造」機制的「橋」

3、將你在 A 市的汽車兌換成另一輛 B 市的汽車。當你返回 A 市時，你可以重復同樣的過程：將你在 B 市的汽車兌換成另一輛 A 市的汽車。這與區塊鏈「橋」使用的「原子互換」機制相類似。如下圖所示：

上圖：使用「原子互換」機制的「橋」

上述分類對橋梁的區分非常廣泛。當我們根據「橋」的使用方式 (也就是它們的功能) 來研究不同的「橋」類型和設計時，事情會變得很復雜。根據其功能，「橋」可以分為以下幾種:

- 鏈到鏈的橋 (Chain-To-Chain Bridges)：這類「橋」主要用于支持兩個區塊鏈之間的資產移動。通常，這種「橋」使用「鎖定 & 鑄造」機制。例如：Polygon 的 PoS Bridge(連接 Polygon 和以太坊)、Binance <> Ethereum Bridge(連接 BSC 和以太坊) 以及 Avalanche Bridge (連接 Avalanche 和以太坊)。

- 多鏈橋 (Multi-Chain Bridges)：這類「橋」旨在跨多個區塊鏈轉移資產。這種「橋」可以被部署到任何 L1 或 L2 區塊鏈上。例如：Connext 和 cBridge。

- 專用橋 (Specialized Bridges)：這類「橋」專注于特定的生態系統，旨在支持資產在特定區域之間的移動。由于其專用性，這些「橋」通常能夠促進更快、更便宜的跨鏈交易。例如：Hop 是一個 Rollup 到 Rollup 的橋梁，能夠實現跨以太坊主網和 L2 網絡的資產轉移；Across 專注于實現從 L2 ?Rollups 到以太坊主網的快速、廉價的資產轉移。

- 包裝資產橋 (Wrapped Asset Bridges)：這類「橋」專門設計用于實現將非本地資產轉移到不同的區塊鏈上。這類橋梁通過在目標鏈上創建出代表源鏈上的資產的包裝資產 (wrapped assets)。例如：Wrapped BTC (wBTC)、wMonero 等。

- 數據專用橋 (Data Specific Bridges)：這類「橋」是專門為跨多個區塊鏈傳輸任意數據而設計的互操作性協議。通常，這些協議會成為 dApps 的基礎層，使 dApps 能夠實現跨鏈可組合性。例如：Celer 的 Inter-chain Message Framework、IBC、Nomad 和 Data Movr。

- dApp 專用橋 (dApp Specific Bridges)：從純粹的技術角度來看，這些都不是「橋」。通過連接到不同的區塊鏈，這些 dApps 建立了一個生態系統，允許價值以類似「橋」的方式跨鏈轉移。例如：Thorchain 是一個去中心化的跨鏈 AMM (自動化做市商)，提供跨鏈流動性特性，使跨鏈資產交換成為可能；其他示例還包括 Anyswap、Wanchain 和 Synapse。

「一刀切」的方法并不適用于區塊鏈「橋」。沒有完美的解決方案；只有針對特定的用例進行權衡——每座「橋」都有自己的優勢和劣勢，正如我們從互操作性三難困境中學到的那樣，所有的「橋」都必須在可信任性、可拓展性或普遍性之間做出選擇。

多鏈時代真的到來了。今天，我們有超過 50 座獨特的「橋」縱橫交錯在加密世界中。Li.Finance 正是其中的一座「橋」，我們的目標是完全抽象出橋接資產的復雜過程。我們希望用戶和開發人員專注于利用區塊鏈技術的無限潛力，而不是陷入在解讀各種類型「橋」之間差異的細節中。我們已經與最聰明的人合作，旨在構建市場上可用的最佳抽象和聚合解決方案。

原文作者：Arjun Chand

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