IDG:读懂区块链“桥”：如何打破加密世界的信任边界

原文作者：ArjunChand

原文编译：南风，Unitimes

加密生态系统在过去十年中迅速发展。自从2008年比特币白皮书发布以来，加密领域出现了巨大的创新，并被广泛采用，几乎成为主流。虽然加密领域的每一年都是独一无二的，但2021年改变了这个生态系统，让人们对加密领域似乎无限的未来为之兴奋。

2021年是L1(第一层)区块链之年，这使得许多人预测加密领域的未来将是多链的，这与许多人在这些L1区块链兴起之前所持的「赢家通吃」的立场不同。然而，随着不同区块链生态系统数量和规模的急剧增加，现在需要关键的基础设施来连接它们。这就是区块链「桥」的用武之地。

上图：在TVL(总锁仓价值)方面，以太坊区块链依然占主导地位，但其他区块链网络的TVL正在增长。数据来源：DeFiLlama

在本文中，我们将讨论：

-什么是区块链「桥」？-为什么我们有不同类型的「桥」？-我们如何对这些「桥」进行分类？让我们一探究竟吧！什么是区块链「桥」？

区块链「桥」的工作原理与现实世界中的真实桥梁类似。然而，加密领域中的「桥」不是连接物理位置，而是连接两个不同的区块链网络。这种连接非常重要，因为如果没有区块链「桥」，区块链就会处于孤立的环境中，无法相互通信。这是因为每个区块链网络都有自己的一套规则、治理机制、原生资产和数据，与其他区块链不兼容。然而，有了两个区块链之间的「桥」，就可以在区块链网络之间转移加密资产和任意数据。因此，「桥」是加密生态系统中互操作性的关键，对于使不同的区块链网络相互兼容是非常必要的。

让我们来举个例子：

Alice在以太坊主网上有ETH，但想在Avalanche链上使用这些ETH。这两个区块链有自己的协议、规则、社区和共识机制，因此它们之间不可能进行互操作性。在这种情况下，中间需要一些东西，并提供一种方式，将信息从以太坊主网带到Avalanche链。为此，Alice很可能会通过一座区块链「桥」来转移资产，以安全地将ETH从以太坊主网转移到Avalanche链上。通过这座「桥」，Alice可以将以太坊上的ETH转换为Avalanche链上的wETH。如下图所示：

数据：StarkNet桥接存储TVL突破10万枚ETH:金色财经报道，据Dune Analytics最新数据显示，以太坊Layer2扩容解决方案StarkNet跨链桥接存储总价值已突破10万枚ETH，本文撰写时达到100,063ETH（按照当前价格计算约合2亿美元），参与桥接交易的用户数量为535,013个。在其他L2跨链桥方面，当前Arbitrum跨链桥接存储总价值为2,621,430枚ETH、Optimism为554,816枚ETH、zkSync为906,329枚ETH。[2023/7/5 22:18:20]

上图：将ETH从以太坊主网桥接至Avalanche链(将ETH转换成wETH)的过程

为什么会有不同类型的「桥」？

区块链「桥」可以实现不同区块链之间的通信。而且，就像复杂的数学问题一样，当你看到加密生态系统中不同的桥接解决方案时，你会发现不仅只有一种方法可以实现区块链之间的通信。不同的区块链「桥」有着不同的设计，有自身独特的优点和缺点，因此，当涉及到在两个区块链网络之间使用哪个「桥」进行通信时，有很多选择。让我们更深入地探讨一下这种通信是如何运作的。

「桥」的工作原理是在两个区块链之间建立通信通道。在一个理想的世界里，区块链会相互通信；但在现实中，这是不可能的，因为一个区块链不会存储另一个区块链的状态。

让我们举个例子：

以太坊上的一个dApp(去中心化应用)想要与Solana链上的一个dApp通信。由于以太坊和Solana之间的信任边界(trust?boundaries)，它们不能简单地相互通信。这些信任边界包括但不限于：

-以太坊和Solana彼此不了解对方。-这两条链都是只能知道自己的链上发生了什么，而不知道链外发生了什么。对于这两个区块链来说，接收来自对方的消息就好像与他们一无所知的外部世界进行互动。因此，无法建立信任来验证这些消息。

ETH 2.0总质押数达到2515.87万:金色财经报道，数据显示，ETH 2.0总质押数达到2515.87万，为25158657个，按当前市场价格，价值约464.85亿美元。此外，目前ETH 2.0质押总地址数已超83.23万，为832303个。[2023/7/1 22:11:57]

理想的区块链世界(上)vs.现实的区块链世界(下)

此外，区块链只能向一个方向发送消息。也就是说，在一个通道中只能单向通信：一个区块链可以在一个通道上向另一个区块链发送消息，但另一个区块链无法依靠同一个通道回复该消息并确认已收到消息。

为了在区块链之间建立信任并使双向沟通成为可能，我们需要一些中间的东西，一些可以在这些区块链之间架起桥梁的东西。这就是区块链「桥」的作用，它不仅可以在不同的区块链之间传输消息、数据和资源，还可以进行跨链资产转移。这改变了一些事情，使得区块链不再局限于单向通信，因为「桥」使区块链能够与其他区块链来回通信。

区块链「桥」使用不同的机制或参与者，这些参与者在区块链之间扮演验证者的角色，以实现通信和克服信任边界。如果没有这些链下参与者(off-chainactors)，区块链之间的通信将不可能实现。

然而，随着这些链下参与者作为两个区块链的「中间人」，信任边界可以被克服，通信成为可能。

验证者的角色是「桥」工作方式的主要区别所在。从本质上讲，一些「桥」使用可信系统(trustedsystem)，而另一些桥使用无须信任的验证者系统(trustlesssystem)。此外，由于加密生态系统中的「互操作性三难困境」，我们看到了不同类型的区块链「桥」设计。互操作性三难困境指出「互操作性协议或「桥」只能具有以下三个属性中的两个：

由Cairo语言社区和贡献者创作的The Cairo Book文档现已发布:4月18日消息，由 Cairo 语言社区和贡献者创作的The Cairo Programming Language Book 文档现已发布，阐述了 Cairo 的概念、常见的编程概念、Cairo 的所有权系统、Cairo 函数测试等内容。[2023/4/18 14:11:42]

-无须信任性(Trustlessness)：具有与底层区块链相同的安全性；-可延展性(Extensibility)：在任何区块链上都能被支持；-普遍性(Generalizability)：能够处理任意的跨链数据。不同的区块链「桥」方案侧重于上面列出的三个因素中的不同因素，并且有各自的优点和权衡。因此，不同的「桥」设计有着独特的价值主张。下图根据区块链「桥」的无须信任性、可拓展性和普遍性来对不同的「桥」进行了分类：

此外，区块链桥方案Connext的创始人ArjunBhuptani还根据区块链「桥」的不同验证方式来将「桥」划分为原生验证系统(即区块链自身的验证者负责验证跨链数据)、外部验证系统(即使用一组外部的验证者来中继跨链数据)和本地验证系统(即只有参与到特定跨链交互的参与方才会验证该交互)。

以上几点解释了为什么我们有不同的区块链「桥」设计。但是，一般来说，我们之所以会看到不同类型的「桥」，是因为它们连接的对象和主要用例不同。对此，我们将在下文进一步解释。

基于「桥」的工作原理来进行分类

虽然所有区块链「桥」的目的都是一样的(即实现不同区块链之间的通信)，但它们的实现方式是不同的。根据它们的工作方式，区块链「桥」可以大致分为：

-需信任的「桥」(TrustedBridges)：这类区块链「桥」使用一个中心机构来进行运作。这种区块链桥之所以被称为「需信任的「桥」」，是因为用户需要信任某个第三方(也即这个中心机构)来使用这座「桥」并保管他们的资金。这类桥梁的例子包括多链「桥」和特定于区块链的「桥」，比如Binance<>EthereumBridge。-无须信任的「桥」(TrustlessBridges)：这类区块链「桥」通过使用智能合约和算法，消除了可信第三方的角色。它们之所以被称为「无须信任的「桥」」，是因为它们不要求用户信任某个中心机构来使用「桥」。因此，用户的资金安全总是由用户保管。这类桥梁的例子包括?Connext、cBridge和Hop等。举个例子：

Revolut的加密课程吸引近150万用户:金色财经报道，Revolut的新应用程序“Learn & Earn”课程用Dot代币奖励客户，以提高他们对加密货币和相关主题（包括区块链）的知识。这些课程涵盖加密基础知识和更高级的主题，例如Web3。迄今为止，已有来自32个国家的近150万客户完成了这些课程。（Finextra）[2022/8/11 12:18:18]

假设你在机场的安全检查点。有两种类型的安全检查点：

-人工检查点：这里由机场官方人员控制和操作，用户必须信任他们，让他们保管自己的个人信息和物品。-自助检查点：这里由机器负责操作，用户始终控制着自己的个人信息和物品。人工检查点就相当于「需信任的「桥」」。这种检查点依靠一个可信赖的第三方，也就是官方人员来运作。用户必须放弃对自己资产的控制。

上图：人工检查点相当于「需信任的「桥」」

自助检查点就相当于「无须信任的「桥」」。这种检查点使用技术消除了官方人员的角色，让用户能够继续控制自己的资产。

上图：自助检查点就相当于「无须信任的「桥」」

基于「桥」连接的对象来进行分类

除了它们的工作方式外，还可以根据区块链「桥」连接的对象将它们划分为以下几类：

-L1<>L1桥：这类「桥」将两个不同的L1?区块链网络连接起来。比如AvalancheBridge连接着以太坊网络和Avalanche链。-L1/L2<>L2桥：这类「桥」将L1区块链与L2网络连接起来，或者将两个不同的L2网络连接起来。比如，Across一个是将以太坊L1与诸如Arbitrum和Optimism等L2网络连接起来的桥梁；HopProtocol一个是连接不同的L2网络的桥梁，也可以是将以太坊L1与L2网络连接起来的桥梁。举个例子：

外媒：俄罗斯正积极讨论在国际结算交易中使用数字货币的想法:5月27日消息，俄罗斯财政部金融政策部门负责人 Ivan Chebeskov 表示，正在积极讨论在国际结算交易中使用数字货币的想法。据 Vedomosti 报援引政府官员报道，俄罗斯财政部正在讨论将有关使用加密货币进行国际支付的最新提案添加到法律草案的更新版本中。（路透社）[2022/5/27 3:46:12]

基于DragonflyCapital管理合伙人HaseebQureshi将区块链描述为城市的心理模型，我们可以说，区块链「桥」就像连接不同城市的道路。根据这些桥梁连接的对象，道路可分为以下几类：

-国家高速公路：这些是连接所有主要城市的道路。

-州内高速公路：这些是连接某个城市中重要部分的道路。

国家高速公路就相当于「L1<>L1桥」。如果把以太坊比作纽约市，Avalanche链比作是芝加哥市，那么AvalancheBridge就是连接着它们的国家高速公路。

上图：国家高速公路就相当于L1<>L1桥

州内高速公路就相当于「L1/L2<>L2桥」。如果L2网络和Rollups(比如Arbitrum和Optimism)是以太坊(纽约市)的两座摩天大楼，那么HopProtocol就是连接它们的州内高速公路。

上图：州内高速公路就相当于L1/L2<>L2桥。

基于「桥」转移资产的方式来进行分类

我们还可以根据区块链「桥」在转移跨链资产时使用的机制来对它们进行分类。一般来说，根据区块链「桥」转移资产的方式，可以将它们分为以下几类：

-锁定&铸造：这类区块链「桥」会锁定源链上的资产，并铸造目标链上的资产。比如Polygon的PoSBridge、AvalancheBridge(AB)、WrappedBTC(wBTC)和wMonero等。-销毁&铸造：这类区块链「桥」会销毁源链上的资产，并铸造目标链上的资产。比如HopProtocol和AcrossProtocol。-原子互换(AtomicSwaps)：这类区块链「桥」会将源链上的资产兑换为目标链上的资产。一般来说，这类「桥」是无须信任的，因为它们依赖于自我执行的智能合约来进行资产兑换，从而消除了在「锁定&铸造」和「销毁&铸造」机制中需要可信第三方的需求。比如cBridge和Connext。举个例子：

假设你开车从A市到B市，这两座城市通过一座桥连接。当你抵达这座桥，准备离开A市前往B市时，你有3种选择来跨过这座桥：

1、把你的车放在位于A市的一个仓库里，作为交换，你会在B市得到一辆一模一样的车。当你返回A市时，你只需要把你当初抵达B市时获得的这辆车归还，然后把你原来在A市的那辆车拿回去。这与区块链「桥」使用的「锁定&铸造」机制相类似。如下图所示：

上图：使用「锁定&铸造」机制的「桥」

2、为了离开A市，你必须销毁你的车，然后作为回报，你将在B市获得一辆一模一样的车。当你返回A市时，同样的过程将再次发生：你必须在B市摧毁你的汽车，然后你将在A市获得一辆相同的汽车。这与区块链「桥」使用的「销毁&铸造」机制相类似。如下图所示：

上图：使用「销毁&铸造」机制的「桥」

3、将你在A市的汽车兑换成另一辆B市的汽车。当你返回A市时，你可以重复同样的过程：将你在B市的汽车兑换成另一辆A市的汽车。这与区块链「桥」使用的「原子互换」机制相类似。如下图所示：

上图：使用「原子互换」机制的「桥」

基于「桥」的功能来进行分类

上述分类对桥梁的区分非常广泛。当我们根据「桥」的使用方式(也就是它们的功能)来研究不同的「桥」类型和设计时，事情会变得很复杂。根据其功能，「桥」可以分为以下几种:

-链到链的桥(Chain-To-ChainBridges)：这类「桥」主要用于支持两个区块链之间的资产移动。通常，这种「桥」使用「锁定&铸造」机制。例如：Polygon的PoSBridge(连接Polygon和以太坊)、Binance<>EthereumBridge(连接BSC和以太坊)以及AvalancheBridge(连接Avalanche和以太坊)。-多链桥(Multi-ChainBridges)：这类「桥」旨在跨多个区块链转移资产。这种「桥」可以被部署到任何L1或L2区块链上。例如：Connext和cBridge。-专用桥(SpecializedBridges)：这类「桥」专注于特定的生态系统，旨在支持资产在特定区域之间的移动。由于其专用性，这些「桥」通常能够促进更快、更便宜的跨链交易。例如：Hop是一个Rollup到Rollup的桥梁，能够实现跨以太坊主网和L2网络的资产转移；Across专注于实现从L2?Rollups到以太坊主网的快速、廉价的资产转移。-包装资产桥(WrappedAssetBridges)：这类「桥」专门设计用于实现将非本地资产转移到不同的区块链上。这类桥梁通过在目标链上创建出代表源链上的资产的包装资产(wrappedassets)。例如：WrappedBTC(wBTC)、wMonero等。-数据专用桥(DataSpecificBridges)：这类「桥」是专门为跨多个区块链传输任意数据而设计的互操作性协议。通常，这些协议会成为dApps的基础层，使dApps能够实现跨链可组合性。例如：Celer的Inter-chainMessageFramework、IBC、Nomad和DataMovr。-dApp专用桥(dAppSpecificBridges)：从纯粹的技术角度来看，这些都不是「桥」。通过连接到不同的区块链，这些dApps建立了一个生态系统，允许价值以类似「桥」的方式跨链转移。例如：Thorchain是一个去中心化的跨链AMM(自动化做市商)，提供跨链流动性特性，使跨链资产交换成为可能；其他示例还包括Anyswap、Wanchain和Synapse。总结

「一刀切」的方法并不适用于区块链「桥」。没有完美的解决方案；只有针对特定的用例进行权衡——每座「桥」都有自己的优势和劣势，正如我们从互操作性三难困境中学到的那样，所有的「桥」都必须在可信任性、可拓展性或普遍性之间做出选择。

多链时代真的到来了。今天，我们有超过50座独特的「桥」纵横交错在加密世界中。Li.Finance正是其中的一座「桥」，我们的目标是完全抽象出桥接资产的复杂过程。我们希望用户和开发人员专注于利用区块链技术的无限潜力，而不是陷入在解读各种类型「桥」之间差异的细节中。我们已经与最聪明的人合作，旨在构建市场上可用的最佳抽象和聚合解决方案。

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