詳解多鏈生態現狀與未來格局：我們處在哪個階段？_COSM

原文標題：《IOSG Weekly Brief｜多鏈生態：我們的當前階段與未來格局 #13》

撰文：Jiawei

Composable Finance 提出了跨鏈互操作性的五個發展階段：

0-20%：實現最基本的跨鏈通信和鏈間代幣移動；

20-50%：用戶能夠在不同鏈上為資產提供流動性，借此實現收益最大化；

50-75%：類似 Aave 這樣的項目，使得用戶能夠在一條鏈上存入抵押品，同時在另一條鏈上進行借貸。即實現不同鏈的應用間通信；

75%：單個應用將其不同部分部署在多條鏈上，使每個部分都在最高效的鏈上運行。這些不同鏈的后端包將相互通信，以確保用戶體驗的持續性；

100%：生態系統不可知論，提供廣泛的 Web3 生態系統的接口。傳統開發者能夠任意在鏈上部署由 Web3 工具支持的應用，而不需要復雜的區塊鏈編程 —— 抽象掉其中的所有復雜性。

對這些階段的研判基本確定了我們應如何看待如今的多鏈格局。抽象來看，我認為 Polkadot XCM / XCMP 與 Cosmos IBC，以及 Substrate 與 Cosmos SDK，已經分別在做第四、五階段的事情。

同樣作為多鏈生態，對比 Polkadot 與 Cosmos 的體系設計、技術架構的文章已有很多。作為微小的補充，本文將從輕客戶端的視角出發，比較各自的跨鏈通信機制 XCMP / IBC 以及開發框架 Substrate / Cosmos SDK。

最后，提出了一些個人思考作為結尾。

正如 Cosmos 文檔中所描述的：「Cosmos 不是一個產品，而是一個建立在一組模塊化、適應性強和可互相替換工具之上的生態系統」。我對 Polkadot 的理解亦是如此。

在正文開始之前，我們先從高維層面快速過一遍它們的體系結構。

中繼鏈是 Polkadot 的核心，平行鏈之間彼此獨立，但統一連接到中繼鏈，以共享其安全性。Collators 逐一收集平行鏈上的交易、生成狀態轉換證明，提交給中繼鏈，由 Validators 驗證這些證明，并執行共識，在中繼鏈上出塊。Nominators 負責挑選 Validators，并需要為他們質押 DOT，以保護中繼鏈。

NFT交易市場ZORA獎勵計劃中包含空投相關服務條款:7月27日消息，據NFT交易市場ZORA官方發布的服務條款文檔顯示，第5.6.條獎勵計劃為：Zora有權自行決定是否為用戶使用其服務提供某些激勵和獎勵，這可能包括但不限于向用戶在服務中使用的錢包進行加密資產的空投。

此外，獲取此類獎勵的條件將由Zora自行決定。在參與任何獎勵計劃時，用戶可能需要在相關的獎勵發放期間使用符合條件的錢包來領取獎勵。Zora保留在其自行決定的情況下隨時更改、修改、終止或取消任何獎勵計劃的權利，而無需事先通知用戶，并對此不承擔任何責任。

此前報道，Zora于2022年5月宣布以6億美元估值完成5000萬美元融資，Haun Ventures領投，Coinbase Ventures等參投。[2023/7/27 16:01:54]

Polkadot 平行鏈的安全性依賴于中繼鏈，中繼鏈為平行鏈提供共享安全性和狀態一致性。

Cosmos 包含兩種類型的區塊鏈：Zones 和 Hubs。Zones 是常規的異構鏈，Hubs 則用于把這些 Zones 連接起來。Zone 和 Hubs 之間的通信和消息傳遞依賴于 IBC（Inter-blockchain Communication）協議。當任意 Zone 與一個 Hub 建立 IBC 連接時，它可以與連接到該 Hub 的其他 Zones 進行通信。

Cosmos Hub 是整個網絡中的第一個 Hub，標志著 Cosmos 網絡的啟動。

對兩個跨鏈生態有了基本認識之后，我們來具體看各自的通信機制。

Polkadot 采用 UMP、DMP 在平行鏈和中繼鏈間進行上、下行的消息傳遞，并基于 XCMP（Cross-Chain Message Passing）進行平行鏈間消息傳遞。XCMP 仍在開發中，目前的實際使用的跨鏈方案是 HRMP（Horizontal Relay-routed Message Passing）。

HRMP 提供與 XCMP 相同的接口和功能，但需要將所有消息放置在中繼鏈的存儲（storage）。對中繼鏈而言，產生了額外的消息負載。而 XCMP 僅僅將與消息關聯的元數據哈希存儲在中繼鏈。因此 HRMP 作為暫時的過渡方案，在未來將被 XCMP 所替代。

美國阿拉巴馬州監管機構指控Coinbase的質押計劃違反州證券法:6月6日消息，美國阿拉巴馬州監管機構指控 Coinbase 的質押計劃違反了州證券法。Coinbase 有 28 天的時間向阿拉巴馬州證券委員會（ASC）解釋其質押計劃如何不違反州證券法。[2023/6/6 21:19:42]

圖片來源：根據，IOSG Ventures

上圖描述了 XCMP 的工作原理：

平行鏈間可以打開雙向通道，分別用于接收和發送消息。平行鏈 A 和平行鏈 B 之間進行 XCMP 通信，首先需要各自鏈上的 Collators 將消息、目的地和時間戳加入到自己的輸出隊列，而對方監測到消息后，將其加入到自己的輸入隊列，處理這條消息，并把區塊提交給 Validators。Validators 對消息進行驗證，隨后將該區塊包含在中繼鏈上。這樣視作完成一次跨鏈消息傳遞。

鏈與鏈之間、或是說不同的共識系統之間，消息格式缺乏兼容性，各有各的一套消息傳遞方式和標準。

如果我們想要進行進一步的跨共識互操作，需要一種更通用的「語言」—— 高階地抽象出這些消息的意圖，為共識系統間通信的數據報提供一個基本框架。同時需要考慮到智能合約或區塊鏈的潛在升級，所以這樣的語言還必須做到前向兼容和可擴展。

今年五月初，Polkadot 在其 v0.9.19 中正式啟用了 XCM（Cross-consensus Messaging Format），其中跨共識的涵義在于，這種通信格式不僅能在 Polkadtot 鏈間的 UMP、DMP 和 XCMP 中采用，還能夠在智能合約、Pallet、橋以至 SPREE（Shared Protected Runtime Execution Enclaves）之間進行通信。（注：Pallet 相當于一系列有特定用途、可組合的模塊和工具包，例如 EVM Pallet 的用途是在 Substrate 鏈上集成基于 Solidty 的合約；SPREE 模塊是一種去信任的消息模塊，用于確保在收到消息之后以何種方式執行代碼）

需要注意 XCM 與 XCMP 的區別。XCM 是一種共識系統之間相互通信的「格式」，其效用在于表達接收消息者得到消息應該做什么。而 XCMP 是一種消息傳遞的「協議」。

本質上，XCM 的消息是運行在非圖靈完備虛擬機 XCVM（Cross-Consensus Virtual Machine）上的單個或一系列指令，換句話說，XCVM 的指令集構成了 XCM 消息的全部內容。

Prosus已退出以47億美元收購印度數字支付提供商BillDesk的交易:金色財經報道，Prosus子公司PayU已退出以47億美元收購印度數字支付提供商 BillDesk 的交易。雖然 PayU 在 9 月獲得了印度競爭委員會 (CCI) 的批準以繼續進行交易，但該公司現在表示，某些條件“在 2022 年 9 月 30 日的最后期限之前沒有滿足，協議已自動終止”。

去年 8 月首次提出收購時，Prosus 表示合并后的公司每年將處理 40 億筆交易——是 PayU 在印度當前水平的四倍。盡管交易終止，Prosus 仍堅持對印度市場的承諾。自 2005 年以來，該公司已向印度科技公司投資近 60 億新元。

金色財經此前報道，Coinbase聘請Prosus Ventures前高管擔任印度市場總監。[2022/10/4 18:38:48]

Polkadot 提出 XCM 和 XCMP，實際上是為平行鏈間通信提供了原生、通用性的支持，這樣平行鏈間能夠實現直接通信，而無需依賴專門的跨鏈橋，使整個 Polkadot 網絡的互操作性在協議層上更加統一。

在 XCM 啟用后不久，Moonbeam 與 Acala 率先宣布啟用基于 XCM 的雙向 HRMP 進行跨鏈通信，實現兩條鏈上原生資產的自由流動。

例如，Acala 上的 $ACA 和 $aUSD 可以跨鏈到 Moonbeam，作為 XC-20 資產（$xcACA 和 $xcaUSD）實現與以太坊生態的互聯互通。Moonbeam 的原生代幣 $GLMR 亦可在 Acala 上作為抵押品來鑄造 $aUSD 或者參與質押。

Moonbeam 與 Acala 兩大生態打通 XCM 連接是一個里程碑事件，象征著 Polkadot 擘畫的跨鏈圖景正在緩緩鋪開。隨著其他平行鏈啟用基于 XCM 的跨鏈通信，我們將看到更多類似的用例，并激發更大的想象空間。

自底向上地，Cosmos 的體系依次基于 Tendermint Core、IBC 和 Cosmos SDK，三者分別是 BFT 共識引擎、跨鏈通信協議和開發框架。

作為跨鏈通信協議的 IBC 于去年 3 月在 Cosmos Stargate 升級時正式開始實施，其語義和設計原理由鏈間標準 ICS（Inter-chain Standard）所制定。

類比于互聯網通信協議 TCP / IP 的層級體系，IBC 可分解為傳輸層和應用層。傳輸層提供必要的基礎設施以在鏈間建立安全連接和驗證數據包；應用層準確定義了這些數據包應該如何被發送方打包、以及如何被接收方解釋。

貝萊德已向SEC申請創建一個循環儲備基金，Circle Reserve Fund為主要投資目標:金色財經報道，據貝萊德于2022年5月26日提交給美國證券交易委員會（SEC）文件顯示，貝萊德已向美國證券交易委員會申請創建一個循環儲備基金，Circle Reserve Fund是一系列 BlackRock Funds SM的投資目標，其投資目標是尋求與流動性和本金穩定性相一致的當期收益。這可能不會對Circle的儲備產生太大影響。然而，這意味著Circle資產的到期期限可能會從目前的最長3個月延長至約1年。

此外，文件中提到該基金可能會投資于美聯儲的RRP工具，但美聯儲仍需批準他們作為交易對手方。該基金的最低初始投資為100億美元，因此推測，Circle打算將其投資組合中的至少一部分重新分配到該基金中。在其約550億美元的資產中，它目前擁有420億美元的國債投資組合。[2022/8/4 12:02:54]

圖片來源：IOSG Ventures

上圖描述了 IBC 數據包的生命周期。

IBC 采用「鎖定 - 鑄造」的資產跨鏈模型。如上圖，Zone A 想要將資產跨鏈轉移到 Zone B，需要鎖定代幣并將證明發送給 Zone B，經驗證后，Zone B 在本身鏈上鑄造等量的代幣。該過程中資產并非產生了實際轉移，而是在 Zone A 鎖定這筆資產，在 Zone B 重新鑄造了等額的同一資產。

最終性（Finality）指的是加密貨幣交易一旦完成，即無法被任意更改或取消。以上過程描述的是即時最終性的情況。而對于比特幣這樣的概率最終性區塊鏈，需要引入 Peg-Zone 作為代理鏈（注：目前 Cosmos 與以太坊之間的 Peg-Zone 是 Gravity Bridge），并確定一個最終性的閾值：例如，假定某條鏈在某筆交易發生之后產出了 100 個新區塊，認為實現了（偽）最終性。

當前，Cosmos 生態中已經囊括 39 條鏈、78 個驗證人，總質押資產價值超過 31 億美金。一些潛在的空投機會成為了吸引用戶流入 Cosmos 生態動力之一。但 Terra 的香消玉殞顯然對 Cosmos 生態造成了巨大破壞，使生態的總鎖倉量縮水嚴重。

當前DeFi協議總鎖倉量為1348.7億美元:金色財經報道，據DefiLlama數據顯示，當前DeFi協議總鎖倉量為1348.7億美元，24小時減少0.03%。排名前三的協議分別是AAVE(123億美元)；MakerDAO(93.3億美元)；Curve(90.5億美元)。[2022/5/29 3:48:13]

我們從輕客戶端的角度來看 XCMP 和 IBC。

輕客戶端（或輕節點）最早是區別于全節點的一種說法，用于比特幣的簡化支付驗證（SPV）。更廣義來講，智能合約也可以是輕客戶端。這樣的輕客戶端往往不與鏈進行直接交互，而依賴全節點作為中介，從全節點請求某種信息，例如發送交易、驗證賬戶余額和請求區塊頭。

在跨鏈通信時，中繼者對源鏈上的事件進行監控，并生成事件的密碼學證明，將證明與區塊頭一起轉發到目標鏈上的智能合約（即輕客戶端）。輕客戶端驗證某一特定事件，并以此為憑據，執行某些動作。以上我們討論的 Polkadot XCMP 和 Cosmos IBC 都采用了輕客戶端模型。

除此之外，NEAR 的 RainbowBridge 也是典型的輕客戶端模型。輕客戶端作為智能合約，分別部署在以太坊（存儲 NEAR 的區塊頭）和 NEAR（存儲以太坊的區塊頭）上。這些區塊頭由 Relayer 進行定期更新，更新頻率取決于經濟效率上的權衡 —— 在以太坊上更新 NEAR 的區塊頭設置為 12 至 16 小時。Connector 則負責處理特定資產的跨鏈邏輯（如 ERC-20 代幣或 NFT）。

RainbowBridge 的速度與開銷主要取決于以太坊。將資產從以太坊發送到 NEAR 大約需要 6 分鐘（20 個區塊）。將資產從 NEAR 發送回以太坊目前最多需要 16 個小時（由于以太坊最終性的時間花費）。

通過上述對 XCM / XCMP、IBC 和 RainbowBridge 的梳理，我們對輕客戶端模型有了基本的認知。輕客戶端的優勢在于安全性，通過對某些信息進行驗證，兩條鏈之間可以知悉對手鏈上發生了什么，而無需依賴對外部驗證者的信任假設，故安全性基本等同與鏈本身。

特別地，XCMP 的安全性屬于 Shared Security，依賴于中繼鏈提供的全局安全性，因為跨鏈消息的驗證是由 Validators 完成的，隨后 Validators 把包含該消息的區塊包含到中繼鏈上。

上表中 Cosmos 的 Interchain Security 是一種特殊的 Shared Security，即多鏈共享同一驗證者集并進行出塊。由于一些小型鏈的驗證者較為薄弱，容易受到攻擊，因此 Interchain Security 相當于幫助他們繼承成熟網絡的安全性。

采用 Cosmos IBC 的通信需要兩條鏈之間彼此信任，而 RainbowBridge 則要求 NEAR 與以太坊之間彼此信任，這也是對區塊頭進行有效性驗證的基本前提。

而輕客戶端的缺點在于：對這些證明的驗證有著不菲的成本；此外還涉及到連接性的問題，需要為每兩條鏈之間的通信部署輕客戶端 —— 當然，Polkadot 和 Cosmos 的原生通信機制很好地解決了生態系統內部的連接性問題。

作為小結，在上表中對 XCMP/XCM、Cosmos IBC 和 NEAR RainbowBridge 進行了簡要的對比，其中一些數據可能直接涉及到生態間的對比。（RainbowBridge 僅僅涉及到 NEAR 與以太坊的跨鏈，不像前兩者屬于跨鏈生態，但作為輕客戶端的一種，我們同樣放在這里做個對比。）

注：以上 / 下案例項目均為 IOSG Portfolio，舉例僅供信息交流，不構成投資建議。個人投資決策請 DYOR！

「開箱即用」指一系列現成的軟 / 硬件或工具包，開發者能夠直接拿過來使用，而不需要花時間和精力重新實現這些功能。

Substrate 和 Cosmos SDK 即是這樣的框架：對底層邏輯進行封裝，提供一些預構建模塊，進行靈活、可定制的模塊組合，用于搭建區塊鏈與應用。在互操作性方面，Substrate 和 Cosmos SDK 都分別提供了對 Polkadot 和 Cosmos 生態的原生支持。

Substrate 提供三種開發方式：Substrate Node 預先提供了節點配置，僅需額外配置一個 JSON 文件即可一鍵搭鏈；Substrate FRAME 提供了一系列的模塊和組件（即上述提到的 Pallet），開發者亦可編寫 Pallet 并進行自由組合；Substrate Core 更加高維和抽象，開發者可以從頭設計運行時（注：運行時本質是狀態轉換函數，是 Substrate 中的核心概念，代表鏈的狀態存儲以及狀態將被如何更改）這三種方式的開發難度和技術靈活度都是遞增的。

Polkadot 和 Kusama 都基于 Substrate 進行開發。但 Substrate 本身是一種通用化的開發框架，支持與 Polkadot 的無縫連接，并不意味著所有 Substrate 都需要與 Polkadot 有強綁定的關系。

區別于智能合約，Cosmos SDK 提出了應用鏈（Application-specific Blockchains）的概念（也即為單個應用而定制的區塊鏈），并對底層的 BFT 共識引擎 Tendermint Core 和網絡層進行封裝，借助 ABCI（Application Blockchain Interface）實現與應用層的連接。

除 Cosmos SDK 之外還有一些擴展工具作為補充，例如基于 JavaScript 的 DeFi 組件 Agoric、基于 Wasm 的智能合約模塊 CosmWasm 以及基于 Cosmos SDK 的 EVM 實現 Ethermint。

開發框架整體上提供的功能和工具大同小異，在細微處有不同的設計理念，在這里暫不再詳細展開。

（P.S：一些主觀的看法：在寫作本文的時候，筆者在 Polkadot 和 Cosmos 的 Discord 開發者頻道提了一些問題。在 Cosmos 提問時有專門的開發者社區 Mod 建立一個子區，一對一回答問題，是比較好的體驗）

根據 Electric Capital 的報告，自 2017 年起，Web3 開發者數量開始實現大幅增長，截至 2021 年底，有超過 18,000 名開發者活躍在 Web3 領域。然而，對比傳統開發者而言仍占少數。從行業發展的角度考慮，需要進一步降低鏈上應用開發的門檻，做好開發者服務。

繁榮的生態會吸引更多優質的開發者加入，畢竟 Substrate 和 Cosmos SDK 都強調了接入各自生態的便利性。事實上，選擇開發框架也與選擇其后的生態密不可分。

同樣，我們對 Substrate 和 Cosmos SDK 進行了簡單的對比。

我部分同意「胖應用」的論據（同時協議也未必需要「瘦」）。在工程上，不同鏈有不同鏈的權衡取舍，針對不同目標各自提出了獨出心裁的技術方案，但諸如此類基礎設施的終極目標是相對一致的 —— 服務于應用。我們不是要造空中樓閣，拋開應用空談技術是書生意氣。回看 18、19 年的敘事，動輒「以太坊殺手」、「百萬 TPS」，用戶關心這些嗎？也許并不關心。所以應當有一些小而美的應用、用戶接受度高的應用，先在鏈上跑起來。（我認為符合此描述的其中一個應用是 NFT Marketplace 聚合器 gem.xyz, 界面清爽、功能好用，對很多用戶來說這就足夠了。）

以太坊的設計使得建立在其上的應用和協議彼此受限、且不可避免地競爭底層資源。多鏈生態的起勢一定程度上分擔了以太坊的壓力，但實際上也在蠶食其領先地位。與此同時，在熊市的視角下，以太坊回歸到相對合理的 Gas 費用和交易速度也削弱了資金外流的動力。短期來看，各條鏈能否產生「賺錢效應」是吸引用戶流入的主要引力（例如 DeFi Kingdoms 和 STEPN）。中長期來看，用戶流向與各條鏈生態的整體質量密不可分。最終用戶會用其資金投票，使鏈間的競爭關系達到相對均衡。

可組合性、互操作性激發了新的敘事，但隱含的風險同樣不容忽視。兩年前我們只在以太坊上搭樂高，3 月 12 日的極端行情中，協議的層疊嵌套以及枯竭的流動性就引發了系統性風險。在近一年來的多鏈格局之下，我們有了更多的錨、跨鏈橋，以及更復雜的協議，但仍未經歷那樣的嚴峻考驗。Terra 帝國的分崩離析也許僅僅是一個先兆。況且，當前市場處于中長期的下行趨勢，我們需要如履薄冰，主動預估和評判風險。

需要承認，當前的多鏈生態依舊有些「虛胖」，一些看似繁榮的生態，說到底是一套協議、一套代碼在另一條鏈上重新開設賭局而已。生態繁榮與否，不是單純看項目數的多少，而需要綜合評判用戶的活躍度和資金的持續性。此外，資產跨鏈仍然是當下跨鏈的主要用例。在未來我們可以期待或者預見一些其他應用場景。一些有趣的用例可能是：在做 DID 時我們需要評估多鏈的活動軌跡；在做 NFT 借貸時我們可以抵押多鏈的 NFT 資產；甚至根據多鏈的資產活動變化以輔助套利決策；諸如此類。

跨鏈基礎設施已經箭在弦上，但真正點燃多鏈生態需要大規模的增量用戶，僅僅是瞄準存量用戶的博弈、僅僅是資金在鏈間的輾轉騰挪，無法帶來指數級增長。考慮到這一點，提供用戶友好的入口（例如多鏈錢包）至關重要。

圖片來源

我們應如何展望未來的多鏈格局？在上圖（截至 2021 年 9 月），我們已經看到跨鏈生態正在變得繁榮起來，雖然在熊市中不可避免地顯現頹勢，但客觀來說，跨鏈基礎設施已經相對完善。（盡管如此，黑客對于跨鏈設施漏洞的攻擊仍然層出不窮，保持樂觀，但也應小心謹慎。）

合理猜測，下一個大周期的敘事是圍繞各個鏈上優質應用構建起來的多鏈生態。「搭一條公鏈，滿足所有需求」類似的言論可能會成為歷史，畢竟我們的確沒有必要在一條鏈上做完所有事情。期待在未來涌現出更多的應用鏈。

當下，我們仍處在多鏈格局的早期階段。

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