IDG:解析 Tokenbridge 工作原理及如何保证可靠性和安全性

前段时间，AxieInfinity的底层区块链网络RoninNetwork失窃6亿美金，直到用户无法从跨链桥RoninBridge提款后盗窃案才被发现。跨链桥的资产安全问题再次引发热议。

事后，SkyMavisCOOAlexsanderLarsen表示，“RoninBridge被攻击不是因为智能合约存在漏洞，而与社会工程和人为错误有关”。AxieInfinity的投资方AnimocaBrands联合创始人YatSiu曾在采访中提到，“如果一座桥梁能够铸造代币，那它就像铸造机一样……桥梁是权威，但如果它们设计不当或存在漏洞，就会对生态系统构成巨大风险。”

本文我们具体聊聊Tokenbridge的工作原理以及如何保证可靠性和安全性。

一、Tokenbridge的特性和模型

在ethereum生态中，tokenbridge允许用户在两条链上传输数据，并且提供了快速和安全的链接。tokenbridge作为主链和侧链之间的桥梁，对于资产和数据的转移起到了决定性的作用。

比特币闪电网络节点数量为16,361个:金色财经报道，1ML数据显示，当前比特币闪电网络节点为16,361个，过去30天减少0.5%；通道数量为70,125个，较一个月前减少了2%；网络容量为5,345.35BTC，月减少2%。[2023/6/19 21:45:56]

1.链与网络的定义

Native：本地链是一个快速并且便宜的网络，所有收集validator的bridge操作都在native这一侧执行。

Foregin：这边可以是任何链，但通常是指以太坊的主网。

ERC20：在ERC20-ERC20bridge模式中，ERC667作为ERC20的实现可以在NativeSide端被创建和销毁。

2.BridgeModes

bridge可以被配置成多种网络方式。当前支持的方式包括Native-to-ERC20?模式，ERC20-to-ERC20模式，ERC20-to-Native模式和AMB模式。

Polygon：月底zkEVM主网Beta启动时Polygon钱包套件将获得支持:3月14日消息，Polygon宣布当Polygon zkEVM的主网Beta在本月晚些时候启动时，Polygon钱包套件也将在 Polygon zkEVM上可用。Polygon钱包套件将提供与Polygon zkEVM上的Polygon PoS几乎相同的用户体验，包括桥接、?Fast Finality、资产管理、无需映射等。此外，Matic.js SDK和Gas Station也将在Polygon zkEVM主网Beta推出后不久得到支持。

此前报道，Polygon将于3月27日发布zkEVM主网Beta版本。[2023/3/15 13:04:19]

ERC20toERC20：?兼容的ERC20token被锁在foreignnetwork，同时在native边创建erc20token；当从navtive向foregin转移时，erc677token被销毁，erc20token被unlock。

ERC20toNative：coins被锁在foregin边，同时在native边创建erc20token。xDai用的是这种模式。

美国议员要求监管机构阐明前雇员在加密行业任职有关规定:10月25日消息，美国参议员Elizabeth Warren和众议员Alexandria Ocasio-Cortez已要求监管机构阐明其关于前雇员在加密行业任职的规定。在发送给美国证券交易委员会、商品期货交易委员会、财政部、美联储、联邦存款保险公司和货币监理署的联名信中，议员们注意到此类“被雇佣人数不断增加”，并询问参与监管加密行业的个人相关竞业禁止期限。

他们担心加密公司可能会任命前金融监管机构和政府官员加强其游说能力，可能会破坏政策制定过程，并破坏公众对金融监管机构的信任。（CoinDesk）[2022/10/25 16:38:33]

AMBBridge：在两个链之间可以传递任意的数据。例如，允许传输nfttoken以及它们的metadata。

3.Bridge?Components

bridge也包括一些组件，内容如下：

tokenbridge：监听事件，发送交易去授权资产传输；

FTX将持续开放ETH交易:9月5日消息，ETH合并期间FTX将持续开放ETH交易。FTX将在下列时间暂停以下Wrappers和Layer 2的充值与提现：

- Arbitrum One ETH: 2022年09月07日 00:00 (UTC)

- Solana (Wormhole) ETH: 2022年09月15日 00:00 (UTC)

- Binance Smart Chain（BSC）ETH：2022年09月15日 00:00 (UTC)[2022/9/5 13:10:02]

bridgeuiapplication：在链之间传输tokens和coins的dappgui工具；

bridgemonitor：?检查余额和未处理的events的工具；

bridgedeploymentplaybooks：可选的playbook。对于远程部署，可以管理tokenbridge的配置；

bridgesmartcontract：管理bridge的validator，收集签名和确认资产传递和丢弃。

CNBC主持人：比特币价格将回落至12000美元:金色财经消息，CNBC主持人Jim Cramer在节目中表示，比特币价格将会回落至12000美元，这是此轮比特币牛市的起点。[2022/6/18 4:36:03]

为了方便理解，我们看一个usercase：

这个ERC20-to-ERC20模式的tokenbridge，展现了用户如何在主链和侧链直接相互转账。具体流程如下：

1.用户通过交易所购买了需要的tokens；

2.用户把购买的token锁在foreginbridge的智能合约里面，同时这个event会通过tokenbridge进行传递，在nativebridgecontract中会创建erc677标准的token，同时发送到用户账号上；

3.用户通过sidechain提供的dapp，使用dapp；

4.用户想把sidechain的资产转移回主链，通过燃烧erc677的token，tokenbridge把消息传递到foreignbridgecontract，智能合约解锁token；

5.用户把解锁后的token，通过交易所卖掉。

tokenbridge的基本定义，概念，流程都介绍完成了，那么如何去管理一个tokenbridge呢？包括对于tokenbridge的升级，维护，配置等等。这里就需要介绍tokenbridge中的角色。

二、TokenBridgeRoles

tokenbridge上的管理员负责bridge的安全，升级和智能合约的部署。管理员的操作都是通过多签名来确保安全的。???

AdministrativeGroupsandRoles

管理员负责管理bridge的智能合约，并负责validator的管理。管理员分为以下三个组：

1.GroupA-负责管理validator的集合

添加或者删除validators；对于validators设置最小所需要的签名数量。?2.GroupB-负责管理bridge的参数

对于user和validators设置每日限制；设置每个transaction的min和max的限制；设置gasprice的fallback；设置终止阈值。?3.GroupC-管理升级

智能合约的升级；解锁funds。

ValidatorsRoles

提供100%的正常时间用于传递transactions；

在nativeside监听UserRequestForSignatures的事件，并签署一个批准对于传递的资产在foreignside；在nativeside监听CollectedSignatures。一旦收集到了足够的签名，传输所有收集到签名给foreginside；在foreignside监听UserRequestForAffirmationorTransfer事件并对于资产从foregin到native，发送一个准许给nativeside。validator的主要作用一方面是监听两边的时间，另外一方面对于交易的传递做校验和传递。

Ronin被盗事件中，攻击者就是通过控制验证节点的方式盗取资产。Ronin链有9个验证节点，存、取加密资产需要9个验证者签名中的5个。攻击者设法控制了SkyMavis的4个Ronin验证器，另一个被控制的是由AxieDAO运行的第三方验证器。SkyMavis是AxieInfinity的开发商。

了解了跨链桥的工作机制后，对于如何规避Ronin事件类似的跨链桥安全问题的再度发生，从社会工程的角度，我们有以下几点思考：

跨链桥项目要关注签名验证节点的安全性，确保敏感信息安全存储；如果跨链桥项目的签名是在线下进行的，网络必须更新签名的安全策略，关闭相关的服务模型，同时要考虑签名账户地址被泄漏的风险；验证签名不仅要采取多重签名的方式，还要确保多签事实上属于执行隔离，签名内容的验证过程必须独立进行。

UserRoles

这里就不做过多解释了，主要就是在主链和侧链之间发起资产传递的请求。

三、Component-Monitor

tokenbridgemonitor的主要作用是识别tokenbridgeoracle过程中出现的数据不一致和异常情况。monitor从tokenbridgecontract获取数据以及bridge中的transation，分析他们的健康状态，并通过Json的数据格式展现出来。

四、总结

我们从另外一个视角分享了sidechain和mainchain的关系，在两条链中资产和数据的传输是通过tokenbridge来保证的：

tokenbridge通过权限角色模型并借助多签的方式，管理bridge的角色和配置；validators负责两边transaction的确认和传输；monitor负责监控数据的一致性和异常情况。但是这也暴露了一个问题，tokenbridge的管理权限在admin手中，而admin使用是通过多签的方式保证安全的，是一种弱中心化的管理方式。所以，对于admin私钥安全性的管理就成为整个tokenbridge最核心的安全问题。

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