以太坊:理解跨链桥安全性的关键：跨链通信的权衡取舍

如果说我在过去几年中明白了一个道理，那就是：一个同步的区块空间无法满足链上所有应用的需求。

在2018年时这一情况还不那么明显。而去年夏季DeFi的爆发以及进年夏天的NFT行情证明了一个事实，即存在很多应用的设计空间。而今年非以太坊的?第1层?公链的兴起，进一步证明了区块空间的需求非常高。

考虑到我们可能生活在一个多链世界中，不同链上的应用希望彼此跨链通信，因此充分了解各条链之间如何跨链工作，是很有价值的信息。我想从一个抽象的角度探索这一问题，不针对具体项目展开。

在这篇文章中，我想研究这些系统中固有的特定权衡。认真反思的话，这种权衡取舍会很明显。

我也是站在巨人的肩膀上讨论这一问题；伦敦帝国理工学院的博士生AlexeiZamyatin等人在一篇?优秀的论文?中详细阐述了这一点。我的目标是在该论文的核心论调后面添加一些颜色。

观点：帮助监管机构理解区块链和加密行业，将有助于降低监管风险:6月27日消息，Figment质押营销总监Robert Ellison认为，由于区块链和加密货币领域的复杂性，教育该领域的监管者，以减轻其在不了解基本知识的情况下走极端的风险是非常重要的。

当被问及监管框架是否是Staking成为主流的必要条件时，Ellison指出，制定一个Staking监管框架是非常可行的，然而监管机构并不优先考虑监管Staking行业。

根据其说法，借贷平台和稳定币目前是监管机构的优先事项。他指出，目前Staking不在其优先考虑的名单上，因为监管机构首先关注的是“公众面临的最大风险”。（Cointelegraph）[2022/6/27 1:34:26]

用论文作者的话来说，权衡就是，缺少以下两点中的任何一点，就无法进行跨链通信：

加密社区回应查理·芒格抨击加密货币：在他这个年龄无法理解新技术并不奇怪:12月3日消息，亿万富翁投资者查理·芒格 (Charlie Munger) 周五在Sohn Hearts and Minds会议上发表讲话，强调了他对加密货币的普遍厌恶及其在市场上造成的淘金热。他永远不会参与这个市场，并希望加密货币没有被发明。他表示赞同中国的加密禁令，认为这做出了正确的决定。

加密社区的许多人随后对芒格对比特币的最新评论做出了反应，许多人指出，在他这个年龄无法理解像比特币这样的新技术并不奇怪。Synthetix创始人Kain Warwick还强调，尽管芒格愿意通过卖好东西赚钱，但伯克希尔哈撒韦公司是可口可乐的最大股东，可口可乐被认为是“许多健康问题的重要贡献者”。加密和区块链播客系列The Crypto Corner的项目总监Jamil Hasan指出，芒格不投资加密不应该让这个行业感到困扰：“如果查理芒格不购买加密，我没关系。我敢肯定，查理也买了一些我不需要的东西。”（Cointelegraph）[2021/12/3 12:49:39]

可信第三方(TTP)

观点：让用户能够真正理解隐私的重要性，才能推进产业发展:7月13日19:00，LatticeX中国区大使Jason、Oasis Network中国社区技术顾问Vic、Secret Network中国营销经理Kelvin、Findora内容负责人James参与了由ULink主办的“区块链技术不断前行的当下隐私充当着怎样的角色呢？”线上圆桌论坛。

Jason表示，区块链技术的公开、透明、不可篡改特性是把双刃剑，如果这个行业只有Token，隐私保护就是一个炒作的噱头，但如果区块链想要实现大规模使用，它承载的信息只会越来越多，数据之间的关联性会越来越多，这时数据的主权和保护问题便不可忽视，

Vic表示，滴滴事件给整个隐私行业带来了利好，从而推动用户对于整个隐私行业和数据保护意识的提升，让更多人意识到数据安全的重要性和必要性，也让更多的企业意识到数据获取需要在合法的范围内进行。

Kelvin表示，在DeFi世界中存在着抢先交易的问题，大型的抢购活动之前一些公司或个人就可以获取到大众的矿工费，从而利用机器人矿工费抢先完成交易，获取相应的利益，但这个隐私的暴露问题对于大多数人来说是不公平的。

James表示，我们需要通过现有案例分析、立法监管不断推进、大数据行业的自觉性、隐私从业者的推进与教育让用户能够真正理解隐私的重要性，才能推进产业发展。[2021/7/14 0:50:37]

或者超越异步的同步假设

声音 | 数字资产管理解决方案提供商Caspian：超半数客户来自欧洲:数字资产管理解决方案提供商Caspian的一名发言人向Crypto Briefing证实，他们的客户中有54.2%来自欧洲，尽管香港和北美的增长强劲，但他们预计在可预见的未来，欧洲仍将是他们最大的地区。（Crypto Briefing）[2019/10/16]

它们之间的关系很基本且非常直观的，但需要深入研究一些术语。我希望在这里可以清楚地对直觉予以阐明。

理论上的合理性

让我们简单讲一下同步假设——它们是用于思考分布式系统中通信的通用框架，且以难以理解而著称。

将分布式系统视为一种消息传递协议，尽管通信基础设施中出现故障或恶意对手，它仍需要工作，然后，我们可以定义在系统停止工作之前这些故障的严重程度。这正是同步假设的目标。

以太坊基金会顾问：SEC对数字货币缺乏理解 ETH肯定超越BTC:以太坊基金会顾问William Mougayar日前表示，监管机构缺乏对数字货币的基本理解。在试图规范数字货币的举措中，美国证券交易委员会对该行业的核心本质缺乏了解，而只是试图采用一种通用方法。另外，Mougayar还表示ETH绝对会超越BTC，因为它拥有开发商，初创企业和风险投资的最大生态系统以及各种支持。目前数字货币正在被滥用，但数字货币不应只是作为投机工具而被使用，而是应该将其用于真正的目的。他指出ETH有53%的交易都基于智能合约，已经不仅仅是一种货币，而更是一种效用。[2018/5/19]

另一方面，在「异步」假设下运行的系统，默认假设网络/对手可能将消息延迟任何时间。

后者网络更强大。就是说，一个系统可以更好地处理环境带入的不确定性。还有一些「中间地带」假设，通常称为「部分同步」，但在这里没有必要定义。

这与跨链通信有什么关系？好吧，上述论文表明，如果你有一个实现异步跨链通信的系统，你可以用它来解决一个叫做「公平交换」的老问题。

我们从一篇?更老的论文?中了解到，没有可信第三方就不可能进行异步公平交换。

因此，没有可信第三方就不可能进行异步跨链通信。我们只能通过对系统进行更严格的同步假设，来放弃对可信第三方的需求。

理论->现实

到目前为止，这一切都只是停留在理论的纸面上。让我们谈谈真正的系统。从上一节中，我们知道要在两个链之间传递消息，要么：

无法假设一个完全异步的系统

或需要一个可信第三方

这里到底需要怎样的权衡取舍？将需要可信第三方的系统与需要更强同步假设的系统进行比较，可能会有所帮助。

可信第三方似乎很好理解。可信第三方只是存在于两条链之间的「低安全性/去中心化」中间人。而它们桥接的两条链依赖于与两条链无关的一个验证人集，这类跨链系统就是一个例子。

更强的同步假设表现为重试逻辑或超时之类。哈希时间锁定合约(HTLC)是一个说明性示例。几年前，HTLC被认为是跨链通信的重要原语。在HTLC中，更强的同步假设表现为必要的重试逻辑或?自由选项问题。

在上一节中，我指出具有最小同步假设的系统更擅长处理环境中的不确定性。在HTLC之类的情况下，如果有强大的经济动机使通信失败，则通信可能就会失败。就像做市商想要阻止或延迟价值转移，因为他们在两条链上都持有部分资产。

环境中足够强大的经济激励可能会使通信出现故障。

最后一点对于需要可信第三方的系统来说是正确的！在这种情况下，需要信任可信第三方有足够经济激励来维护「桥」的完整性。不同之处在于阻止通信的经济动机具体如何表达。

我相信这里有一种自然的二元性。您要么必须信任安全性较低的「中间人」，要么需要信任通信不会中断。

如果跨链通信引入了利润足够多的矿工可提取价值，无论上述两种情况的哪一种，通信都可能失败！要么是因为可信第三方腐败，要么是有足够大的做市商让它失败。

实例

现代跨链通信系统在这种权衡取舍中会如何分布？有?更好的文章?对所有系统进行了分类，我在本文中只展示几个说明性的例子。

Connext的nxtp?是跨链系统的经典例子，它增加了更强的同步假设。一旦用户完成与路由器的协商，就会有一个两阶段的准备/完成机制来完成「桥」两端的适当交易。如果通信未在超时内发生，则它不会发生。

另一方面，Solana?和以太坊之间的?虫洞桥引入了可信第三方。两条链之间存在的「监护人」验证器集需要对转移进行2/3多数证明，才能对交易放行。如果验证器集合已损坏或集体表决不希望传输通过，转移则不会发生。

需要强调的一件事是，这两种方法都不具备绝对的优势。权衡任一方的系统都会在营销材料宣称他们正在做出「正确」的权衡，但如前所述，两种权衡都意味着这些系统存在可能失败的方式。

还有一些系统使其中一种权衡显得不那么明显。我最喜欢的例子是用于快速提款的?OptimismDAI桥。这里的可信第三方是?Maker?DAO本身！用户要求DAO提供DAI流动性，从而为提议的fDAI资产提供完整性保障。

将DAO视为可信第三方有点奇怪，但如果我们认为任何安全性弱于链通信的东西都是「可信的」，那么DAO可以满足这个目的！我个人很高兴看到更多DAO扮演可信第三方的角色，以促进跨链通信。

任重道远

未来看起来是属于多链的世界，促进链之间的交流，那些做好准备的人将迎来真正的机会。对于我们使用这些新系统的人来说，了解他们正在做出的权衡很重要。

在这篇文章中，我研究了增强同步假设和可信第三方之间的一个基本权衡。链之间的界限对我来说非常有趣，所以我将在未来深入研究其中的其他因素。

如果您对这些内容感兴趣，请随时与我们联系！我喜欢更深入地探索未知。

撰文：LakshmanSankar，就职于以太坊基金会，从事生态开发和研究编译：PerryWang

感谢与?AlexObadia?和?VaibhavChellani?的对话，对本文有很大启发，并感谢他们两人对本文内容编辑的贡献。

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