一文解析Tokenbridge價值傳輸_IDG

前段時間，Axie Infinity的底層區塊鏈網絡Ronin Network失竊6億美金，直到用戶無法從跨鏈橋Ronin Bridge提款后盜竊案才被發現。跨鏈橋的資產安全問題再次引發熱議。

事后，Sky Mavis COO Alexsander Larsen表示，“Ronin Bridge被攻擊不是因為智能合約存在漏洞，而與社會工程和人為錯誤有關”。Axie Infinity的投資方Animoca Brands聯合創始人Yat Siu曾在采訪中提到，“如果一座橋梁能夠鑄造代幣，那它就像鑄造機一樣……橋梁是權威，但如果它們設計不當或存在漏洞，就會對生態系統構成巨大風險。”

本文我們具體聊聊Tokenbridge的工作原理以及如何保證可靠性和安全性。

一、Tokenbridge的特性和模型

在ethereum生態中，tokenbridge允許用戶在兩條鏈上傳輸數據，并且提供了快速和安全的鏈接。tokenbridge作為主鏈和側鏈之間的橋梁，對于資產和數據的轉移起到了決定性的作用。

1. 鏈與網絡的定義

Native（Home）：本地鏈（側鏈）是一個快速并且便宜的網絡，所有收集validator的bridge操作都在native這一側執行。

BNB Bridge攻擊者在Venus抵押的BNB清算價約為220美元:6月7日消息，據 Lookonchain 監測，BNB Bridge 攻擊者在 BNB Chain 上借貸協議 Venus Protocol 抵押了 924,821 枚 BNB（價值約 2.5 億美元），清算價約為 220 美元。[2023/6/8 21:22:27]

Foregin（主鏈）：這邊可以是任何鏈，但通常是指以太坊的主網。

ERC20：在ERC20-ERC20bridge模式中，ERC667作為ERC20的實現可以在NativeSide端被創建和銷毀。

2. Bridge Modes

bridge可以被配置成多種網絡方式。當前支持的方式包括Native-to-ERC20?模式，ERC20-to-ERC20 模式，ERC20-to-Native模式和AMB（arbitrary message bridge）模式。

ERC20 to ERC20 ：?兼容的ERC20 token被鎖在 foreign network，同時在native邊創建erc20token（erc677 token）；當從navtive向foregin轉移時，erc677token被銷毀，erc20token（foregin）被unlock。

Celestia：Quantum Gravity Bridge初期版本已上線Blockspace Race測試網:5月12日消息，模塊化區塊鏈網絡Celestia發推表示，Quantum Gravity Bridge的初期版本已于本周在Blockspace Race測試網上線，相應的合約已部署在以太坊Sepolia測試網上。

Quantum Gravity Bridge是一個從Celestia到以太坊的數據可用性（DA）橋接。Celestia使用Celestium作為可擴展的鏈下數據可用性 （DA） 解決方案為以太坊Rollup團隊提供服務。[2023/5/12 14:59:10]

ERC20 to Native ：coins被鎖在foregin邊，同時在native邊創建erc20token。xDai用的是這種模式。

AMB Bridge ：在兩個鏈之間可以傳遞任意的數據。例如，允許傳輸nft token以及它們的metadata。

3. Bridge?Components

bridge也包括一些組件，內容如下：

tokenbridge：監聽事件，發送交易去授權資產傳輸；

Gnosis聯創發表“關于Layer 2局限性”演說， 討論關于L2技術限制、中立性等問題:3月6日消息，以太坊基礎設施公司Gnosis聯合創始人Martin K?ppelmann在社交媒體上分享了以太坊丹佛大會ETH Denver中深入探討 \"關于Layer 2局限性（The Limits of L2）\" 的內容，討論了關于技術限制、中立性問題、缺少L1僵化帶來的挑戰、本地資產的安全性，以及針對“以太坊間協議”提出的解決方案。

其中，Martin指出長期來看， 即使被完美實現，L2仍會有一些根本問題： 1. L2只適合狀態不會膨脹的應用，比如交易所（只需要交易結果，不需要交易歷史），但對于狀態膨脹的應用，沒辦法進行擴容的；2. 在交易成本方面，L2峰值的gas費有時會到1美元以上，即使EIP4844落實（gas能降低90% ），但對于需要gas在1美分以下（sbu-cent）的場景依舊不適用，此外，需求增加后，gas依舊會升高；3. L2在資產退出的問題，如果退出成本超過了用戶在L2上的資產價值，小額資產用戶可能無法支付退出的gas費，即使所有用戶都能負擔，但由于寬帶限制也會被卡住；4. 部分應用無法被roll up，例如 CirclesUBI、POAP狀態太大，無法導出到L1，不可能壓縮這個數據并把它放在L1上，所以L2對他們沒用。

他還補充道，L2的sequencer非常中心化，中心化的sequencer非常有可能被審查，甚至強制 KYC （只接受來自KYC地址的交易）；L2之所以安全是基于L1，L1本身還在發展中， 往后5到10年還會做許多修改，這就給L2帶來許多挑戰。

此外，Martin提出一個很有趣解決方案，類似于Cosmos的IBC模型，可以做另一個鏈，跟以太坊運行一樣的東西，然后通過無信任的ZK-bridge來連接，組成一個以太坊宇宙（Ethereumverse）。[2023/3/6 12:44:14]

bridge ui application：在鏈之間傳輸tokens和coins的dapp gui工具；

邁阿密戴德縣：FTX在熱火隊球館冠名權交易結束前已支付2000萬美元:11月14日消息，邁阿密戴德縣長Levine Cava在采訪時表示，FTX在NBA熱火隊球館冠名權交易結束前已向該縣支付了2000萬美元。此外，Levine Cava還表示FTX對戴德縣的和平與繁榮計劃提供了數百萬美元的資助，并稱這是一項重大舉措。[2022/11/14 13:01:00]

bridge monitor：?檢查余額和未處理的events的工具；

bridge deployment playbooks：可選的playbook。對于遠程部署，可以管理token bridge的配置；

bridge smart contract：管理bridge的validator，收集簽名和確認資產傳遞和丟棄。

為了方便理解，我們看一個user case：

這個ERC20-to-ERC20模式的token bridge，展現了用戶如何在主鏈和側鏈直接相互轉賬。具體流程如下：

歐易DEX上線MRST交易池:據官方消息，歐易Web3 DEX將于2022年11月9日上線MRST交易池。

據悉，歐易DEX是歐易Web3錢包內的多鏈、跨鏈交易聚合器，支持10+主流公鏈，100+主流DEX，100000+主流幣種。X Routing智能路由能夠實現一筆交易多個DEX，為用戶提供最優深度，最低滑點、最優交易路徑。[2022/11/9 12:37:00]

1. 用戶通過交易所購買了需要的tokens；

2. 用戶把購買的token 鎖在 foregin bridge的智能合約里面，同時這個event會通過 token bridge進行傳遞，在native bridge contract中會創建erc677標準的token，同時發送到用戶賬號上；

3. 用戶通過sidechain提供的dapp，使用dapp；

4. 用戶想把sidechain的資產轉移回主鏈，通過燃燒erc677 的token，token bridge把消息傳遞到foreign bridge contract，智能合約解鎖token；

5. 用戶把解鎖后的token，通過交易所賣掉。

token bridge的基本定義，概念，流程都介紹完成了，那么如何去管理一個token bridge呢？包括對于token bridge的升級，維護，配置等等。這里就需要介紹token bridge中的角色。

二、Token Bridge Roles

tokenbridge上的管理員負責bridge的安全，升級和智能合約的部署。管理員的操作都是通過多簽名來確保安全的。? ??

Administrative Groups and Roles

管理員負責管理bridge的智能合約，并負責validator的管理。管理員分為以下三個組：

1. Group A - 負責管理validator的集合

添加或者刪除validators；

對于validators設置最小所需要的簽名數量。

?2. Group B - 負責管理bridge的參數

對于user和validators設置每日限制；

設置每個transaction的min和max的限制；

設置gas price的fallback；

設置終止閾值。

?3. Group C - 管理升級

智能合約的升級；

解鎖funds。

Validators Roles

提供100%的正常時間用于傳遞transactions；

在native side監聽UserRequestForSignatures的事件，并簽署一個批準對于傳遞的資產在foreign side；

在native side監聽CollectedSignatures。一旦收集到了足夠的簽名，傳輸所有收集到簽名給foregin side；

在foreign side監聽UserRequestForAffirmation or Transfer事件并對于資產從foregin到native，發送一個準許給native side。

validator的主要作用一方面是監聽兩邊的時間，另外一方面對于交易的傳遞做校驗和傳遞。

Ronin被盜事件中，攻擊者就是通過控制驗證節點的方式盜取資產。Ronin鏈有9個驗證節點，存、取加密資產需要9個驗證者簽名中的5個。攻擊者設法控制了Sky Mavis的4個Ronin驗證器，另一個被控制的是由Axie DAO運行的第三方驗證器。Sky Mavis是Axie Infinity的開發商。

了解了跨鏈橋的工作機制后，對于如何規避Ronin事件類似的跨鏈橋安全問題的再度發生，從社會工程的角度，我們有以下幾點思考：

跨鏈橋項目要關注簽名驗證節點的安全性，確保敏感信息安全存儲；

如果跨鏈橋項目的簽名是在線下進行的，網絡必須更新簽名的安全策略，關閉相關的服務模型，同時要考慮簽名賬戶地址被泄漏的風險；

驗證簽名不僅要采取多重簽名的方式，還要確保多簽事實上屬于執行隔離，簽名內容的驗證過程必須獨立進行。

User Roles

這里就不做過多解釋了，主要就是在主鏈和側鏈之間發起資產傳遞的請求。

三、Component - Monitor

token bridge monitor的主要作用是識別tokenbridge oracle過程中出現的數據不一致和異常情況。monitor從tokenbridge contract 獲取數據以及bridge中的transation，分析他們的健康狀態，并通過Json的數據格式展現出來。

四、總結

我們從另外一個視角分享了sidechain和mainchain的關系，在兩條鏈中資產和數據的傳輸是通過token bridge來保證的：

tokenbridge通過權限角色模型并借助多簽的方式，管理bridge的角色和配置；

validators負責兩邊transaction的確認和傳輸；

monitor負責監控數據的一致性和異常情況。

但是這也暴露了一個問題，tokenbridge的管理權限在admin手中，而admin使用是通過多簽的方式保證安全的，是一種弱中心化的管理方式。所以，對于admin私鑰安全性的管理就成為整個tokenbridge最核心的安全問題。

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