区块链:金色观察 | ConsenSys：区块链桥安全指南

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时间：1900/1/1 0:00:00

今天，我们深入研究底层桥的安全性并涵盖以下内容：?

1.?当用户使用桥时会发生什么

2.?我们所说的安全性是什么意思

3.?我们会看到哪些类别的桥

4.?桥的安全性比较

5.?可扩展性——你可以搭桥的地方

在本指南中，我们将以Alice作为示例：?

Alice在Arbitrum上有0.5ETH，并希望在Polygon?PoS上使用这些代币。为此，Alice必须使用桥。对她来说，大多数桥看起来都一样。她将她的MetaMask连接到UI桥。然后她选择了Arbitrum作为源链，PolygonPoS作为目标链，以及她想要桥接的代币。设置好所需金额后，她可以提交一笔交易，等待在Polygon?PoS的钱包中收到她的代币。Alice想要她的代币能在一定程度上快速而安全地转移。当然，Alice不想在此转移过程中损失她的代币。

在后台，区块链桥是协议——一组规则及其执行。规则定义了保护和释放用户在桥上持有资产的责任。有些协议比其他协议更安全。?

桥将扩展解决方案与以太坊Layer-1联系起来，并连接不同的区块链。桥负责在（Layer-1）区块链上持有资产，而类似的资产则在另一个（和外部）服务端上释放。它规定了谁拥有资金的托管权，以及在解锁资产之前必须满足的条件。简而言之，只要像以太坊这样的Layer-1区块链连接到任何其他系统时，就会涉及到桥。从这个意义上说，桥是任何扩展解决方案的基础。此外，桥的安全性决定了链下系统使用的安全性。想象一下，通过一个高度脆弱的桥连接两个安全系统会是什么样。?

金色财经挖矿数据播报：ETH今日全网算力上涨1.22%:金色财经报道，据蜘蛛矿池数据显示：

BTC全网算力152.256EH/s，挖矿难度20.60T，目前区块高度665669，理论收益0.00000695/T/天。

ETH全网算力321.643TH/s，挖矿难度4139.00T，目前区块高度11637590，理论收益0.01020432/100MH/天。

BSV全网算力0.837EH/s，挖矿难度0.10T，目前区块高度669637，理论收益0.00107472/T/天。

BCH全网算力1.513EH/s，挖矿难度0.26，目前区块高度669985，理论收益0.00059466/T/天。[2021/1/12 15:57:16]

在任何情况下，从源区块链[Arbitrum?for?Alice]的角度来看，桥是一个智能合约，在某些情况下是一个多重签名钱包，它持有用户的资金，并规定了如何提取这些资金的条件。桥的另一边[Polygon?PoS?for?Alice]，在目标系统或区块链上，是另一个为用户创建或解锁相同资金金额的智能合约。这样，用户就可以在其他系统上使用这些资金。?

区块链桥不能真的在区块链之间移动代币。事实上，区块链桥由两个持有代币的智能合约和一组定义谁可以访问这些代币的规则组成。在不同区块链上的这两个智能合约之间，有一个带有加密签名的信息流。这些信息是目标链上的智能合约创建或发行新代币的指令，从而触发交易接收者的支付。因此，桥必须确保这些信息的有效性。?

金色相对论丨陈正昌：数字基础设施完善及政策引导充足的地区将率先发展成具有规模的区块链产业:在今日举行的金色相对论中，星环创世拉美事务合伙人陈正昌发言指出：拉美地区加密货币流通量在全球范围内占据相当大的比重。整体的状态显示为：1.沿海地区加密生态发展普遍优于内陆地区，主要由资讯发达程度、旅游业产生的兑换需求和经济发展程度决定的。2.互联网的便利程度决定了少部分人可以接触到关于区块链的资讯，整个拉丁美洲仍然有55%的成年人无法享受连续性网络服务，热力图也准确呈现的这一因素，基本处于科学技术有一定基础的地区。3.失业率和通货膨胀率较高，普通民众对避险资产的需求。

根据目前的数据及拉美的现状，我们有理由相信，数字基础设施完善及政策引导充足的地区将率先发展成具有规模的区块链产业。[2020/7/2]

在任何情况下，桥都需要能中继信息的外部方。这些外部方观察每条链上的智能合约，创建或获取信息并将其转发到其他链上。?

桥的技术挑战在于区块链的本质。区块链被设计成一致且可验证。所以事实上，区块链只能知道和信任区块链本身产生的信息。任何外部信息——以及桥接代币的概念——都很难独立验证，因为区块链无法了解外部世界或其他区块链。大多数桥使用高明的手段来确保转发的消息是有效的，如果是这样，Alice可以收到她的代币。

金色晨讯 | V神：以太坊应该与Facebook进行合作 Libra代表人周一将与26家央行官员会面:1.V神：以太坊应该与Facebook进行合作。

2.德意志银行加入由摩根大通牵头的区块链网络IIN。

3.Calibra首席运营官：Facebook与Libra代币的初步交易无关。

4.德国将批准区块链战略草案，将阻止Libra项目。

5.Libra代表人将于周一在瑞士与26家央行的官员会面。

6.乌拉圭批准规范众筹平台的法案，可适用于一些ICO。

7.V神：有50%的矿工现在投票支持提高GAS上限。

8.怀俄明州区块链特别工作组将召开会议讨论潜在的立法问题。[2019/9/16]

重要的是，如果桥通过铸造将新的和不安全的代币引入目标链，那么这些资产就取决于桥的安全性，而不仅仅是链本身的安全性。这可能会危害链的安全性。

安全就是没有风险。在我们的用例中，我们将风险理解为桥转发无效信息的风险。这包括不转发有效消息，比如有效的提款请求。用经济术语来说，如果桥没有受到经济攻击，破坏桥所的资金少于破坏其连接的底层区块链所需的资金，那么它就是安全的。

换句话说，从Alice的角度来看，桥的安全性被定义为这个愉快的用例的可能性——在目标链上收到承诺她的代币。这种可能性越大，我们就认为桥越安全。这就和这个用例会不愉快的不可能性一样——在安全的桥中，Alice不太可能发生不好的事情。?

金色晨讯 | 美财政部力挺区块链创新币价大跌拖累区块链概念股:1.匈牙利财政部表示，匈牙利正致力于数字货币的监管，但尚未承认它们为合法支付方式。

2.美国财政部最近发布了一份报告，敦促州和联邦监管机构修改过时的法规，并支持人工智能、机器学习和区块链等技术创新。

3.据嘉楠耘智官方消息，应用7nm芯片的全芯产品阿瓦隆A9系列比特币矿机预计上线发售日期为9月20日。

4.Coinbase收购了总部位于旧金山的数字身份认证公司Distributed Systems。该公司致力于用区块链开发数字身份解决方案。

5.美国保险服务协会（AAIS）近日宣布与IBM 区块链平台合作开发新型自动化保险报告工具。

6.据Researchandmarkets数据，2018年至2023年全球能源行业的区块链市场总量，预计将从2018年的3.94亿美元猛增至71.1亿美元。

7.Santiment提供的数据显示，大约30%的以太坊交易是与交易所关联的，这表明大多数的以太坊交易和转移与投机无关。

8.芬兰一名22岁的富翁Saarimaa，因近日向泰国比特币案罪犯转账5564.4枚比特币而遭受3500万美元的损失。

9.受数字货币市场行情影响，区块链概念股Overstock股价暴跌，2018年初至今股价下跌约50%。[2018/8/16]

我们比较了不同桥的设计，看它们如何防止这种不良后果。下面是Alice尝试桥接她的代币时可能发生的情况：?

分析 | 金色盘面：BTC期货合约持仓变化:金色盘面综合分析：OKEx的BTC期货合约持仓达到BTC102608。做多账户63%，做空账户36%；主力多头平均持仓比例为24.65%，主力空头平均持仓比例为18.65%。目前，看多人数占优，但平均持仓比例差距不大，说明双方都比较谨慎。截至发稿，OKEx现货价格为6430，期货合约BTC0928价格为6292，贴水38点。（数据来源OKEx）[2018/8/15]

1.?Alice可能会被审查——她的有效信息可能会被审查。?她的交易可能会被拒绝，因为桥运营商将她的账户列入禁止名单。在那种情况下，她无法桥接，在最坏的情况下，她无法撤回她的代币。

2.?Alice在目标链上收到的代币可能比约定的要少或根本没有——她的有效信息可能被篡改。因此，在我们的示例中，可以向Alice承诺在Polygon?PoS上获得0.495wETH，但她只能得到0.1或根本没有。在这种情况下，桥没有中继有效信息，而是在此过程中更改了信息。

公平地说，当涉及到桥的安全性时，还有许多需要考虑的因素，超出了这篇博文的范围。更多信息，请参见此处。

在构建桥时，需要考虑每一层的风险：

桥连接的区块链和共识层的安全性和最终性。?

桥应该能够处理链重组和不同形式的最终性。

智能合约本身就承担着非常具体的风险——我们可以想到的可升级性或黑客可以利用的漏洞。?

链下基础设施需要在最先进的网络安全设计中进行维护和设计。?

但如前所述，这些考虑超出了本博文中的协议设计分析。

因此，现在我们可以分解桥的安全性问题，即不同的桥设计如何防止Alice的这两种不良后果。因为现在有超过100个桥，我们可以看一下桥的类别，这些类别因其协议设计而不同。

1、Rollup可以看作是高度安全的桥。信息和结果状态的有效性可以在Layer-1上证明。他们在Layer-1执行一个轻客户端，检查来自Layer-2的State?Root的有效性。这样一来，Rollup在所有桥中的信任假设是最少的。只有在有数学或加密经济证明正确的情况下，桥才会释放资金。这个证明发生在Layer-1上，这样一来，这些桥就继承了Layer-1区块链的安全性。?示例：StarkGate、Arbitrum?桥、Optimism桥2、然后，我们有了乐观桥（Optimistic?bridges）。这些桥乐观地假设一条中继消息或一捆中继消息是正确的，直到证明有消息是错的。然而，目标链无法检查信息的实际有效性，但它们相信至少有一个诚实的观察者——他可以检查有效性并证明源链上的欺诈行为。有人发送一条消息，观察者可以检查其有效性并在有欺诈行为时介入。因为总是有可能会有一个诚实的观察者，他在暗中观察桥，以防止任何欺诈行为，所以攻击者永远无法确保成功，从而使任何攻击都是不划算的。然而，乐观桥的安全性确实需要依赖一组无需许可的观察者。如果这组观察者被许可，理论上，所有观察者都可能被贿赂而串通起来。例子：Nomad/Connext，Across，NEAR?彩虹桥

接下来的两个类别信任一组验证器——如果验证器声明其有效性，则桥必须信任他们。这组验证器可以与源链的所有验证器一样大，也可以与项目团队能够自行组装的任何东西一样小。

3、下一个类别包括执行?“共识”轻客户端的桥。共识检查轻客户端不如Rollup安全，因为它们无法验证区块是否正确——它们相信源区块链的矿工/验证者已就某种状态达成一致。基本上，它们只检查一个区块是否正确签名，和在PoW的机制下检查难度。这意味着轻客户端桥假定源链的一组验证器没有串通。如果矿工/验证者受到威胁，桥可以接受无效区块。但是，如果桥接受了这个区块，则可以使用Merkle证明来查看源链上发生了一些事情。?示例：Cosmos?IBC4、最后，我们有一些桥，它们依赖于一组外部验证器来证明信息的有效性。它可能是多重签名、具有PoS共识的动态验证器集、MPC（模型预测控制）机制、英特尔SGX安全盒、预言机等等。它最终都是同一类别。这些系统的安全性依赖于经济激励。他们中的大多数都要求验证者质押一定数量的代币，如果他们有任何欺诈行为，这些代币就会被削减。按照设计，一旦验证者可以从桥中窃取的金额大于质押金额，就无法保证他们会诚实行事。有些桥只使用两方——中继者和预言机——负责中继和验证消息。在这种情况下，如果系统是无需许可的，则无法保证这两方不会串通一气。例子：Multichain、Celer?cBridgev2、Layer0、Axelar、Wormhole、Polygon PoS

我们现在可以比较不同桥的设计将如何防止对Alice造成不良后果。

那么为什么Alice不只使用Rollup来桥接她的代币呢？?

虽然原生桥和轻客户端桥对于它们所构建的特定领域来说是最安全的（例如：Arbitrum桥是Arbitrum和以太坊之间最安全的网桥，IBC是Cosmos最安全的通信协议），但它们在设计上有一个很大的限制：它们只对它们所定制的特定连接起作用。IBC只适用于Cosmos生态系统、Arbitrum只适用于以太坊、XCM只适用于Polkadot等。

相反，验证者桥和乐观桥具有连接任何智能合约链的灵活性。

如果Alice想在Arbitrum和Polygon之间搭桥，她将需要通过这两个系统中的任何一个。