區塊鏈跨鏈互通依舊面臨著「擴展性」、「安全性」和「去中心化程度」這三角習題

 

賽道現狀 

隨著多鏈生態的爆發，近半年來橋接以太的跨鏈協定上TVL也呈現出不斷攀升的狀態。然而，由於不同區塊鏈系統之間存在不同通訊協定、身份管理、共識機制及其他差異，跨鏈互通依舊面臨著與經典的不可能三角相似的問題——即擴展性，安全性和去中心化程度。以下將根據這三個維度來衡量目前市面上的跨鏈橋，並探討未來跨鏈橋的發展空間和可能性。

探討跨鏈橋的不同維度前，我們先來看下跨鏈橋的工作步驟和原理。資產成功的從來源鏈轉往目標鏈，通常要經歷以下幾個步驟： 

• 狀態監控：透過預言機、驗證器或中繼器監控來源鏈上狀態，及時獲取跨鏈請求。 
• 資訊傳遞：一旦接收到跨鏈請求，從來源鏈上將資訊傳遞到另一條鏈（中間共識鏈或目標鏈）。 
• 達成共識：監控鏈的參與節點達成共識後將資訊進一步傳遞到目標鏈。 
• 加密簽名：參與節點對發送到目標鏈的資訊進行加密簽名。 

而依照工作原理，目前市面上的跨鏈橋大致可以分為以下兩種： 

透過鎖定原生資產，鑄造和銷毀映射資產完成跨鏈。從A鏈跨到B鏈時，A鏈上的資產被跨鏈協議鎖定在其智慧型合約地址中，並透過預言機通知B鏈上的智慧型合約後在B鏈上鑄造等量映射資產。當使用者需要跨回A鏈時，再透過智慧型合約將B鏈上的映射資產銷毀，以贖回A鏈上的原生資產。 

透過挖礦激勵的方式聚合流動性，在A、B鏈分別建立並使用流動性池作為跨鏈資產儲備，同時利用鎖定和爭議機制，確保參與的節點無法轉移使用者資產。 

安全性 

當我們討論跨鏈橋的安全性時，我們想問的問題其實是：每一筆跨鏈交易的真實性是由誰來驗證的？破壞它的成本和可能性又是多少？ 

上文提及的兩種跨鏈橋工作模式都存在對應的風險。第一種橋涉及超發風險和節點作惡風險。由於跨鏈請求、原生代幣鎖定、映射代幣鑄造等資料資訊由協力廠商驗證節點提供，因此使用者或流動性提供者資金的安全性高度依賴這些驗證器的準確性，而非來源鏈或目標鏈的安全性。而驗證器破壞安全性的代價和成本則取決於其所質押的資產，跨鏈協議應該確保抵押資產始終大於驗證金額以防止作惡風險。 

第二種流動性網路的跨鏈方案，由於使用者在B鏈使用的資產已非跨鏈橋鑄造的映射代幣，而是在B鏈上部署原生代幣智慧型合約的、普適性的代幣，所以跨鏈後的資產已脫離跨鏈橋的背書支持。這類非託管方案，由於普適性代幣崩盤可能性小於映射代幣，安全性較之前有了巨大的提升。然而仍然高度依賴中間共識層，一旦共識層去中心化程度不足，資產依舊有被盜取的風險。因此，網路需要包含盡可能多的節點，同時設置合理經濟激勵以防止節點運行者作惡，以確保安全性最大化。 

去中心化 

去中心化程度最直接的評判標準就是參與驗證的節點數量。數量越多，節點集體作惡的難度也就越高，相應地去中心化程度也就越高。下面的表格裡羅列了目前市面上常見的跨鏈橋及其所支援的資產和區塊鏈數量，以及各自的節點數。

通過上述表格可以看出，目前擁有節點數最多的是ThorChain，其次是Anyswap和Connext。然而，ThorChain並未披露其節點運行者的具體資訊，匿名運行者的可靠性存疑，縱使擁有按節點數量評估下最高的去中心化程度，依舊要為其安全性畫上一個問號。 

可擴展性 

可擴展性分為資產池的可擴展性與交易的可擴展性。交易的可擴展性受制於來源鏈和目標鏈的出塊速度和安全性，而資產池的可擴展性則取決於流動性激勵或質押的資產總數。 

交易的可擴展性可以類比Dex，而Dex裡可擴展性最好的要數Uniswap。無需許可，任何ERC20代幣一旦部署了流動性，任何人都可以自由地在上面進行交易。ChainSwap引入的無許可一鍵跨鏈部署功能，只要支付一定的費用就可以透過其門戶橋接交換代幣。然而，為了確保該功能的流暢度，ChainSwap選擇採用了較為中心化的PoA共識機制，犧牲了一部分安全性以確保其可擴展性。也正是因此，ChainSwap曾多次遭到攻擊。 

資產池的可擴展性僅適用於前文提到的第二種流動性池模式，需要足夠的激勵保證流動性始終保持充裕。然而，雖然安全性相對第一種模式有所提高，其架構層面也更為複雜，部署難度的提升意味著需要更多的開發時間，也將導致可擴展性降低。 

未來的跨鏈橋會如何發展？ 

1. 跨鏈NFT橋 

現階段NFT玩家群體重疊度較低，如Solana以高性能，高輸送量和低廉的NFT價格和gas fee吸引了很大一部分新人NFT玩家。對於NFT持有者而言，NFT作為資產的一部分，逐漸衍生出質押NFT挖礦，抵押NFT借貸等一系列金融產品。使用者需要最大化運用自己的NFT，參與不同鏈上的金融活動，提升NFT利用率。同時，也能為自己所持有的NFT帶來更多的流動性和潛在收益。而對於NFT專案方而言，可獲取 NFT 的區塊鏈越多，捕獲額外使用者和網路價值的機會就越大。因此我們可以期待，NFT未來將會複製Defi的發展路徑，從單鏈到多鏈再到多鏈互通的進程。代表專案：Wormhole, Envelop。

2. Omnichain dApps (odApps) 概念橋 

每一座鎖定/鑄造/銷毀模式的跨鏈橋有自己的映射代幣和信任模型，導致流動性進一步被割裂，並造成混亂和昂貴的使用體驗。Omnichain的概念可以概括為資產和資訊的轉移與可程式設計性，而部署在Omnichain上的odApps可以利用多個網路的流動性池（如Uniswap, PancakeSwap)，在所有連接的網路上讀取和更新狀態。減少被攻擊的概率同時，專案方無需關心部署在哪條鏈上，未來的應用也可以是原生的多鏈應用。代表專案：ZetaChain, LayerZero 

3. 跨鏈聚合器 

由於BD範圍，技術壁壘等多層原因，單一跨鏈協議能橋接的資產類別和區塊鏈數量有限，而交易聚合和資訊聚合的需求卻在不斷攀升。跨鏈聚合器透過對比不同跨鏈協議中的最優價格，降低交易滑點，説明使用者搜尋時間和手續費最優的跨鏈橋，服務使用者，同時對跨鏈橋項目方議價能力形成打擊。代表專案：Lifi Protocol, XY Finance, Movr Network 

4. 跨鏈通訊設施 

目前不同區塊鏈間缺乏通訊能力，而跨鏈通訊允許不同的協定驗證資料和交易，無需協力廠商服務的干預，提升互通性。相關技術如Stateless Simplified Payment Verification (SVP) 允許區塊鏈估計交易的有效性，而無需存儲有關交易的所有資訊。此過程使區塊鏈能夠進行通訊，而無需在彼此之間交換大量資料。代表專案：LayerZero，Axelar 

5. Layer 2跨鏈橋 

現有的Defi協定選擇遷移和部署到不同的Layer 2：Uniswap選擇了Optimism+Arbitrum，Curve選擇了ZkSync，Aave則選擇了Polygon。因此，Layer 2生態將面臨與曾經的Layer 1相似的問題——流動性被割裂，且各Defi協定間缺乏可組合性與互通性。此外，Rollup可以直接與Layer 1進行通訊，然而想要將資產從Rollup A向Rollup B轉移，最原始的方案需要將資產從 Rollup A 提現到Layer 1（等待短則1 小時長則7 天以上的挑戰期），再從Layer 1 存入 Rollup B。因此，為了凝聚二層間的流動性，不僅需要在 Rollup 和 Layer 1 之間架起一座橋樑，更需要在 Rollups 之間建立直接的橋樑，以保證交易的安全性和即時性。代表專案：Hop Exchange, Connext, Across Protocol 

結語 

其實，跨鏈橋本身是個墒增的產物，而多鏈則不增加時間和空間的複雜度，因此，對於Vitalik來說，未來將是「多鏈」而非「跨鏈」。回到經典的不可能三角，跨鏈橋的存在本身為多鏈生態帶來了可擴展性，卻不可避免地增加了資產轉移過程中的安全風險和中心化程度。然而，不管未來如何發展，只要多鏈生態始終存在，鏈與鏈間價值流動的需求也會愈發明朗。而跨鏈橋作為價值流動的承載體，將持續不斷地反覆運算並湧現出更多優秀的項目，百家爭鳴中，我們期待看到兼具「去中心化」，「安全性」和「可擴展性」的跨鏈解決方案。 

▲ 考量跨鏈項目的維度

資料來源： 

• Multichain dapp guide, standards, and best practices 
• Blockchain Bridges: Building Networks of Cryptonetworks 
• Vitalik Buterin’s thoughts on cross-chain bridges